Основные направления исследований:

Структура, фазовые превращения, корреляция структуры и свойств
в аморфных и нанокристаллических материалах,
в сцинтилляторах.

Структура и фазовые переходы
в металлах и сплавах,
в органических и неорганических материалах,
в оксидных системах

Реальная структура и дефекты в кристаллах.

Лаборатория была образована в 2003 году путем объединения Лаборатории рентгеновской оптики и электронной микроскопии и Лаборатории структурного анализа.

ЛСА начала функционировать в ИФТТ АН СССР в 1964 г. вначале в качестве группы рентгеноструктурного анализа. Статус лаборатории был утвержден Ученым Советом в 1976 году. Состав лаборатории менялся по мере роста ИФТТ, освоения новых методик и расширения научных тематик. ЛРОЭМ была образована в 1981 году на базе ренгентопографической группы входившей тогда с состав Лаборатории реальной структуры кристаллов. В 2012 г. из состава ЛСИ был выделен сектор элементного и структурного анализа 

В настоящее время в ЛСИ сосредоточены основные, имеющиеся в институте методики, связанные с изучением структуры и состава материалов и соответствующее оборудование для электронно-микроскопического и рентгеноструктурного анализа монокристаллических, поликристаллических и аморфных объектов при низких (вплоть до гелиевых), комнатных и повышенных температурах. Лабораторию как научное подразделение всегда отличает быстрая адаптация к появлению новых классов объектов и развитие собственных подходов к анализу необычных структурных состояний. Подобный подход ярко проявился при исследовании апериодических кристаллов и структур, металлических стекол и нанокристаллических материалов и др.