先进制造技术及核装备工程南华大学重点实验室依托湖南省“十二五”重点学科建立的，形成了表面特种加工、微纳光机电工程、铀矿冶装备与核动力机械、核设备状态监测与诊断、机械装备自动化等五个稳定且有特色的学科方向。

1）表面特种加工方向主要的研究内容有：强激光作用下的材料凝固过程和凝固组织结构与性能的关系基础研究，激光熔覆层与激光金属直接成形件的缺陷成因，高频微锻造调控激光熔覆层、激光金属直接成形件的开裂行为与机械性能的作用机制。针对涂层界面结合问题在热喷涂层炉内重熔、梯度液相烧结等制备技术方面进行了一系列有成效的工作。近五年来，紧密围绕国防尖端技术发展需要，开展了多功能屏蔽涂层材料与制备技术的研究，

2）微纳光机电工程方向主要的研究内容有：超快激光制备微纳功能结构与器件及其新颖效应与应用；磁性纳米功能材料制备及其生物医学效应与应用；微纳表面与结构制备及其催化效应等。

3）铀矿冶装备与核动力机械方面主要的研究内容有：铀矿冶工艺及其设备的研究与开发，特别是堆浸和地浸设备的开发。本方向将建立我国铀矿冶成套设备与核动力设备的研究与开发体系；提供拥有自主知识产权的铀矿冶成套装备及替代进口的核动力设备。

4）核设备状态监测与诊断方面主要的研究内容有：核设施的放射性环境下检测技术、运行状态信息获取与处理技术。在国内较早开展了核电设备、核动力装置、乏燃料后处理及核聚变关键设施的运行状态检测、故障识别及可靠性的研究工作。

5）机械装备自动化方面主要的研究内容有：制造过程自动化、运动控制自动化、管理自动化和质量控制自动化等。机械装备自动化发展的总趋势是向智能化、网络化、虚拟化、的方向发展。