实验室主要研究方向有：
1.干细胞移植技术与活体影像示踪与动脉粥样硬化的分子影像诊断与治疗；
2.新型复合型纳米磁性粒子探针的构建与制备；
3.抗肿瘤血管生成治疗的分子影像检测以及与介入治疗技术的交叉与结合；
4.功能性磁共振成像技术（fMRI）的应用研究。
实验室以分子影像学与功能影像为中心，通过分子生物学、纳米科学、物理、化学、计算机学、药物学等多学科的交叉与融合，解决相关的科学问题和技术问题。如分子探针的构建、医学图像的处理等。在过去的七年中，在新型复合型纳米磁性粒子探针、MR分子影像技术在肝细胞移植中的活体检测与在动脉粥样硬化形成的早期诊断与干预、MR分子影像技术在抗肿瘤血管生成治疗的分子影像检测、以及功能性磁共振成像技术（fMRI）在脑科学和神经精神疾病中的研究等方面取得了系列的成果，并形成了相对稳定的研究方向。
实验室自2002年建设以来，完成/承担的重要课题包括：国家“973”计划项目，“863”计划项目，国家科技攻关项目，国家自然科学基金杰出青年基金、重点和面上项目，省部级科技项目，国际合作与交流项目等，共计57项；所获奖项包括国家科技进步奖，中华科技进步奖，省科技进步奖，省级教学成果奖，省新技术引进奖等；已在国内外核心刊物上发表论著300余篇，包括《中华》系列文章近百篇；获发明专利5项；实用新型专利5项。实验室鼓励在国际上有高影响力的学术期刊上发表具有原始性创新的高水平论文，迄今，已发表SCI收录文章50余篇，其中7篇发表在本专业顶级期刊Radiology。
实验室坚持“开放、流动、联合、竞争”的方针，力争建设成为科学研究基地、高级人才培养基地和学术交流的中心，以各种模式推动国内外的学术交流和合作。
本实验室有固定人员41人，其中高级职称24人，中级职称14人，初级职称3人。此外，实验室现有在读博士18人，硕士25人。学科带头人：滕皋军，主任医师、特聘教授、博士生导师，东南大学医学院院长，影像系主任，江苏省分子影像与功能影像重点实验室主任。江苏省首批“135工程”医学重点学科带头人，卫生部有突出贡献中青年专家，江苏省医学领军人才，“江苏省333高层次人才培养工程”首批中青年科技领军人才，任中华医学会放射学分会副主任委员、中国医师协会放射医师分会副会长、中华放射学会介入放射学组组长、江苏省放射学会主任委员、《CardioVascular and Interventional Radiology（CVIR）》（SCI收录）中国区副主编、《中华医学杂志》编委、《中华放射学杂志》常务编委等。
自1982年来一直从事医学影像与介入放射学的一线工作，于1995～1998年在美国Dartmouth-Hitchcock Medical Center 从事介入研究工作，2002年以来重点转向分子影像研究和分子影像学与介入放射学的交叉与结合，率先在国内开展干细胞磁粒子标记和MRI示踪的分子影像研究工作并取得系列成绩。其国家自然基金重点项目“基于纳米SPIO的动脉粥样硬化血管损伤与修复的MR研究(90606007)”就是分子影像、介入放射学及纳米材料科学的交叉项目。