Среди основных направлений сотрудничества — выработка приоритетных направлений прорывных научных исследований, согласованное взаимодействие с генеральными (главными) конструкторами по вопросам разработки и создания систем вооружения, военной и специальной техники, а также организация площадок, объединяющих научные центры и органы государственного управления для координации действий по достижению конкурентоспособных позиций в ходе внедрения результатов реализации проектов.
Работа Фонда перспективных исследований ведется по трем основным направлениям: химико-биологическому и медицинскому, физико-техническому, информационному. Исследования направлены на реализацию трех мегапроектов: «Солдат будущего», «Оружие будущего» и «Кибероружие будущего». Эти проекты нацелены на поиск решений особо значимых научно-технических проблем, которые будут определять облик средств вооружённой борьбы и систем двойного назначения через 20–30 лет. По своему содержанию и горизонту планирования они дополняют мероприятия Государственной программы вооружения, а также федеральных целевых программ в области обороноспособности и безопасности страны.
В настоящее время фонд работает с учеными с целью реализовать прорывные проекты в области робототехники и бионических систем, криоконсервации органов и тканей. Проводится конкурс на лучший прототип технологии распознавания изображений в целях обеспечения безопасности.
