Лаборатория диагностики плазмы образована в 1990 г. (преобразована из Сектора диагностики плазмы, созданного в 1982 г.). Лаборатория была структурно модифицирована в 2016 году.

Основными направлениями исследований Лаборатории являются:

• разработка оптических, рентгеновских и корпускулярных методов диагностики плазмы и их реализация в экспериментах по исследованию лазерной и электроразрядной плазмы
• экспериментальное исследование физических процессов, протекающих в лазерной плазме под действием мощного лазерного излучения
• экспериментальное исследование процессов в электроразрядной плазме пинчевых установок, в том числе в плазме разряда, инициируемого лазерным импульсным воздействием
• исследования физических процессов в твердотельных активных средах (стеклах, кристаллах, керамике), используемых в мощных лазерах с короткими и ультракороткими импульсами для экспериментов по взаимодействию излучения с веществом
• разработка методов профилирования инверсии в активной среде, формирования пространственно-угловых, временных и спектральных характеристик, а также поляризации излучения в твердотельном лазере, в том числе для пучков с негауссовыми профилями интенсивности для применения в экспериментах по взаимодействию излучения с веществом
• исследование возможностей симметризации распределения абляционного давления при лазерном нагреве термоядерных мишеней, исследование стохастического нагрева электронов в лазерной плазме