Целевые фундаментальные исследования направлены на разрешение определенных проблем при помощи строго научных методов на основе имеющихся данных. Они ограничиваются определенной областью науки, и их цель заключается не только в познании законов природы и общества, но и в объяснении явлений и процессов, в более полном понимании изучаемого объекта, расширении человеческих знаний. Однако, как и в «чистых» исследованиях, практическое использование полученных результатов не ставится в качестве непосредственной задачи. Эти фундаментальные исследования можно назвать ориентированными на цель. Для них сохраняется свобода выбора методов работы, но в отличие от «чистых» фундаментальных исследований при этом отсутствует свобода выбора объектов исследования, ориентировочно задаются область и цель исследования (например, разработка управляемой термоядерной реакции). Они главным образом проводятся в институтах Российской академии наук (РАН) и отраслевых академиях, а также в высших учебных заведениях. Результаты фундаментальных исследований – теории, открытия, новые принципы действия. Вероятность их использования – 5—10 %.
Поисковые исследования охватывают работы, направленные на изучение путей и способов практического приложения теоретических выводов фундаментальных исследований. Их проведение предполагает возможность вариантных разработок проблемы и выбор наиболее перспективного направления. Они опираются на известные фундаментальные исследования, хотя в результате поиска основные их положения могут быть пересмотрены. Поисковые работы проводятся в институтах РАН, частично в вузах и отраслевых научных организациях. В отдельных отраслевых институтах промышленности и других отраслей народного хозяйства удельный вес поисковых работ доходит до 10 %.
К поисковым исследованиям могут быть отнесены работы по созданию принципиально новой технологии обработки металлов или производству пряжи непосредственно из массы текстильных волокон (например, с использованием аэродинамики, электростатических полей и др.), изысканию новых методов формирования полимерных покрытий, изучению и разработке научных основ оптимизации технологических процессов, поиску новых лекарственных препаратов, анализу биологического влияния на организм новых химических соединений и т. п. Поисковые исследования имеют разновидности: они могут быть широкого профиля без специального приложения к тому или иному производству и узконаправленного характера для решения конкретных вопросов. Основная цель поисковых исследований – использование результатов фундаментальных исследований для практического применения в различных отраслях в ближайшем будущем (например, поиск и выявление возможностей применения лазера в практике). Вероятность практического использования поисковых исследований – около 30 %.