В НМК ИФМ УрО РАН ведутся исследования с использованием пучков быстрых и тепловых нейтронов исследовательского атомного реактора ИВВ-2М. НМК ИФМ УрО РАН является единственным в России Центром, в котором нейтронографическими методами исследуются высокорадиоактивные материалы, в том числе функциональные, для использования в промышленности. Кроме того, это единственный в РАН и единственный в Урало-Сибирском регионе нейтронный центр, где проводятся основные нейтронные исследования в области физики конденсированного состояния. Реактор ИВВ-2М имеет мощность 15 МВт. Плотность тепловых и быстрых нейтронов в центре реакторной зоны составляет 1∙10¹⁴ и 4∙10¹⁴ н/(см² сек) соответственно.

УНУ «НМК ИФМ УрО РАН располагает набором нейтронных дифрактометров, возможностями проводить облучение образцов в вертикальных каналах атомного реактора, а также различными установками для исследования физических свойств, главным образом, облученных образцов. В перечень основного оборудование входят:

• Комплекс "Нейтронный дифрактометр высокого разрешения со стодетекторной системой регистрации нейтронов  Д-7а". Разработка ИФМ УрО РАН. Назначение: Измерения кристаллической структуры, фазового состава и внутренних микронапряжений материалов выполняются в интервале температур от 4.2 К до 1000 К и магнитных полях до 1.2 Тл при внешнем гидростатическом давлении до 15 Кбар при температуре порядка 300 К.
• Комплекс "Многоцелевой автоматизированный двухосный нейтронный дифрактометр высокого разрешения Д-3". Разработка ИФМ УрО РАН. Назначение: Магнитная нейтронография. Малоугловое рассеяние нейтронов на высокопористых материалах. Длина волны 2.45 и 1.7 Å. Угловое разрешение 0.3 - 0.4 %, малоугловые эксперименты с минимальным q=0.045 Å . Диапазон температур (4.2 -  1000) К; Гидростатическое давление до 15 Кбар при температуре 300 К.
• Комплекс "Многодетекторный дифрактометр для исследования монокристаллических образцов Д-7б". Разработка ИФМ УрО РАН. Назначение: Исследование особенностей структурных превращений при реконструктивных переходах, исследование трансформаций кристаллической структуры материалов при облучении быстрыми нейтронами. Разрешение 0.3%. Диапазон изменения температур от 2.5 до 1000 К".
• Аппарат рентгеновский ДРОН-4-07. Производство ЛОМО, Россия. Назначение: Измерение методом рентгеновской дифракции кристаллической структуры и фазового состава материалов. Исследуются только не радиоактивные образцы.
• Мёссбауэровский спектрометр с возможностью исследования высокорадиоактивных образцов, изготовленный на базе спектрометра MS-1101. Создан в ИФМ УрО РАН. Назначение: Исследование фазового состава и локальной структуры на уровне ближайших окружений атомов Fe. Использование резонансного детектора позволяет проводить исследования радиоактивных образцов. (В опытной эксплуатации).

Низкотемпературные измерения обеспечиваются двухступенчатым гелиевым криорефрижератором замкнутого цикла на импульсных трубках (SRP-082В-F70Н) производства компании «Sumitomo» для проведения автономных низкотемпературных исследований на пучках тепловых нейтронов.

Метрологическое обеспечение оборудования УНУ НМК ИФМ УрО РАН осуществляется Отделом метрологии ИФМ УрО РАН.