主要大型仪器有扫描式电子显微镜、X射线测量系统、激光导热仪、布劳恩(Mbraun)UNLAB惰性气体手套箱、双室超高真空多功能溅射系统、5KW燃料电池测试平台、放电等离子体快速烧结设备等。实验室强调研究的多学科交叉和融合，在对能量转换材料的理论模拟、材料制备和性能测试等研究中，需要先进的制备和测试仪器。这些设备除了从国外引进以外(如扫描电子显微镜、JGP450型双室超高真空多功能溅射系统)，还有部分为自行研制(如CVD-薄膜沉积系统、PLD薄膜淀积系统)，不少仪器设备在国内为领先水平。