A Física de sistemas biológicos tem como objetivo o estudo de diferentes sistemas biológicos por métodos de física teórica e experimental. As áreas de pesquisa do Departamento se dividem em utilizar diferentes técnicas fotônicas como espalhamento de luz, microscopia de desfocalização, pinças ópticas, óptica não linear e espectroscopia Raman em diversos sistemas. Além disso, conjuga medidas fotônicas a nanotecnologia para o desenvolvimento de tecnologias diagnósticas para as áreas médica, farmacêutica e afins.