实验室的研究方向围绕火灾发生发展的全过程展开，力求解决火灾发生前的预防、火灾发生初期的控制和火灾事故调查三个阶段的关键技术，下设火灾预防技术、火灾控制技术、火灾调查技术3个研究方向，通过技术攻关，实现减少火灾爆炸事故发生概率，保卫国家人民生命财产安全的目标。
1.火灾预防技术
（1）火灾风险评估研究。开展高层建筑、城市地下空间、大型商业综合体、大型石化企业等重点场所的火灾风险评估技术、火灾预防技术研究，结合火灾基础科学，研究重要场所的火灾危险性，评估火灾风险，研究消防设施的设计方案，实现主动防火和被动防灭火的统一，为降低火灾风险提供技术支持。
（2）建筑火灾预防与控制研究。开展建筑防火和建筑结构耐火性能等方面的研究。具体包括：①建筑防火规范研究，研究建筑防火规范系统安全水平，为规范制定、修改和应用提供参考。②火灾数值模拟技术研究，研究特定火灾条件下火灾模型及其数值模拟实现方法和火灾过程重构技术与方法。③人员疏散模拟技术研究，开发人员疏散模拟软件。④BIM在建筑防火领域的应用技术，研究建立BIM建筑消防设计与智慧消防之间的联系，实现设计、施工、日常管理、维保检测等全生命周期的建筑防火技术。⑤智能审图技术研究，研究智能建设工程消防设计审查技术。⑥建筑构件耐火性能研究，研究钢构件、预制钢筋混凝土构件等建筑构件的耐火性能及其保护方法。⑦建筑结构耐火性能研究，研究钢结构、预制钢筋混凝土结构等结构类型建筑耐火性能，为建筑结构耐火设计提供参考。⑧建筑结构倒塌评估技术研究，研究火灾条件下建筑倒塌评估方法与技术，为建筑火灾灭火救援过程中评估建筑倒塌风险提供技术支持和理论参考。
（3）人群应急疏散与人流管控研究。开展不同建筑中人员行为模式特征、居住人员特征分类、疏散模型、疏散场景想定、疏散设计和社区消防安全预案等重点研究，开发大型公共建筑人员疏散模拟、考虑火灾中人员的个体和群体心理反应、建立智能化人群疏散模型成为必然趋势。具体包括①火灾等突发环境下人员疏散行为的异变研究；②人员疏散影响体系的构建及瓶颈参数研究；③多因素影响下的人员疏散路径优化研究；④人员疏散中的不确定性问题研究及模型构建；⑤紧急情况下人员疏散的诱导策略及效果研究；⑥疏散动力学数据库的建设及软件开发；⑦应急救援行动中的技战术研究；⑧大型活动中的人流管控。
（4）工业火灾爆炸预防与控制研究。具体包括：①化学品危险特性与致灾机理研究：围绕化学品特征危害性质，研究化学品事故的机理、临界条件、关键影响因素、危害后果等。②化学事故与模拟技术研究：对化学事故进行统计分析，归纳事故规律和发展态势，选取关键问题进行模拟研究和专题研究。③化工过程安全与预防控制技术研究：重点开展风险评估技术和风险控制技术研究，形成成套的事故防控技术方案。上述方向互相关联、互为因果、相互促动，共同集成了“危险化学品安全与事故防控”这一总研究方向。④化工过程安全控制关键因素和技术方面的基础数据支持。⑤锂离子电池的热失控机理。⑥工业火灾与爆炸风险评估。⑦开展火灾事故模拟仿真。
（5）消防安全管理研究。具体包括：①物理-网络-心理三元空间耦合规律研究，实现多源异构数据的融合和结构化与非结构化数据的集成。②多主体多层次多环节的协同管理研究，构建全社会共同参与的综合应急管理体系，把民间力量通过恰当的方式引入到危机应对的流程中来，以多主体参与的形式进行安全事件管理，这些目标都需要通过多主体多层次多环节的协同管理得以实现。③消防安全事件情景构建理论与方法研究，基于“数据融合-模型推演-案例推理-心理行为规律”的综合集成分析，构建安全事件应对的复杂“情景”，以实现基于“灾情-应对-心理”综合态势图的情景推演和决策支持等。④风险管理理论与评估方法研究，在消防安全事件危险性评估研究中特别关注原生事件演化出的一系列新的次生、衍生事件形成的危害性极大的链式效应。⑤消防安全管理综合研判的理论与方法研究，包括多源综合信息数据库的整合与管理、深度挖掘与智能研判的基础理论和基本方法。⑥监测预测预警基础问题研究，包括实时、准确的突发事件信息获取、预测分析和预警发布以获取更加丰富、精度更高的监测信息，使监测系统的运行更加可靠。⑦应急决策理论与方法研究，包括多智能体仿真技术构建人工社会系统，基于对人工社会的计算试验进行决策的分析与评价。
2.火灾控制技术
（1）烟气控制研究。具体包括：①火灾烟气生成量理论模型的建立。建立适于描述室外风、机械排烟、正压送风等作用下建筑火灾烟气生成量的普适性理论预测模型。研究不同工况下火灾烟气在生成过程中的羽流特征和卷吸特性，建立火灾烟气生成量理论模型。 ②疏散走廊火灾烟气输运理论模型的建立。掌握风向、风速等外界干扰作用对疏散走廊火灾烟气输运特性的影响规律，量化分析室外风对疏散走廊内火灾烟气输运的影响，并建立相应的数学模型。掌握多驱动力耦合作用对疏散走廊火灾烟气输运特性影响的规律，是超高层建筑需要解决的关键问题。 ③典型建筑烟气控制方案评价及技战术优化研究。如何选择合理的烟气控制方案，是建筑火灾需要解决的关键问题。研究将从临界区域内火灾烟气的速度、浓度以及温度分布等方面，提出建筑防排烟方案的合理性判据。借助小尺寸实验和计算机模拟，评估不同防排烟方案下烟气控制效果，从而最终获得理想的烟气控制方案，优化火场排烟技战术方法。
（2）气体爆炸防控研究。具体包括：①气体爆炸抑爆基础理论与应用研究。主要包括：气体爆炸初期火焰传播规律研究，气体爆炸初期光谱特征研究，气体爆炸初期微观化学动力学研究，气体爆炸微观物理机制研究，气体爆炸探测与抑爆机理研究以及气体爆炸主动抑爆技术研究等内容。②气体与粉尘爆炸安全防护基础理论与应用研究。主要包括：爆炸驱动技术及应用研究；爆炸冲击波传播及破坏机理研究；爆炸衰减及防护技术及应用研究；粉尘爆炸机理及抑爆技术研究。③气体爆炸事故场景重构基础理论与技术研究。主要包括：气体爆炸过程数学模型研究，大规模并行计算程序开发，爆炸流场分析，气体爆炸事故场景重构技术，起爆点确定技术，爆炸气体量估算技术等。
（3）智慧消防研究。基于物联网、人工智能、虚拟现实、大数据和BIM技术，开展智慧消防、火灾探测报警、城市消防远程监控、城市火灾风险评估研究。在整合消防监控系统、安防监控系统、电子地图、室内定位系统等基础上，研究火灾的风险动态、立体评估监控的新模式；研究人员智慧疏散动态、精准模型；研究加强火灾隐患的动态监控，可靠预测火灾灾情，精准研判火灾发展趋势，最终形成事故处置智慧化指挥平台。
3.火灾调查技术
（1）在研究典型引火源引燃性能和常见可燃物引燃条件数据库的基础上，以火灾科学为基础，主要研究典型引火源的引火特性；电气设备起火机理和原因；新材料、新产品引燃条件和起火过程；机动车起火原因等。重点开展火灾现场实体重构和火灾现场数值重构技术的研究，注重痕迹形成机理、遗留过程和证明作用，注重火灾物证鉴定新领域、新技术的研究，不断应对火灾调查的新挑战，促进调查技术的整体提升。
（2）以现行的法律、法规和标准为基础，主要研究现场勘验程序和方法；火灾现场重建与勘验技术；火灾痕迹识别技术等。
（3）以现代分析技术为基础，主要研究电气火灾物证鉴定技术与方法；助燃剂火灾物证鉴定技术与方法等。