All'interno della struttura ospedaliera il Fisico medico si occupa di aspetti inerenti alla ricerca e allo sviluppo, collaborando con i medici specialisti per l'implementazione e l'ottimizzazione di nuovi protocolli di diagnosi e cura. Tale attività trova spazio inoltre nelle collaborazioni con le università e con gli Enti Pubblici di Ricerca, nelle quali oltre all'attività di ricerca nei settori della Fisica medica, il Fisico medico svolge attività didattica sia nelle Scuole di Specializzazione di Fisica medica, per la formazione degli specializzandi, che in tutti i Corsi di laurea e di specializzazione in cui esistono corsi di Fisica applicata alla medicina. Il Fisico medico può quindi partecipare a ricerche proprio nel campo della fisica applicata alla medicina, nei vari ambiti in cui opera, come la dosimetria e la valutazione dei rischi, per la messa a punto di nuovi sistemi, per lo sviluppo e per l'implementazione di modelli e algoritmi di calcolo e di elaborazione di dati, anche in collaborazione con le ditte facendo da tramite tra le richieste e necessità della clinica e la realtà esterna di sviluppo e produzione di dispositivi e sistemi. 