Направления исследований лаборатории кристаллооптики были определены директором Института академиком (тогда членом-корреспондентом АН СССР) А. В. Шубниковым. Они были стимулированы необходимостью разработки материалов для пьезотехники, а впоследствии — для нелинейной и лазерной оптики. Работы лаборатории были ориентированы на исследования оптики анизотропных сред и спектроскопии активированных кристаллов.

Лабораторию кристаллооптики возглавляли Н. Е. Веденеева (1945—1955 гг.), С. В. Грум-Гржимайло (1956—1965 гг.), Б.Н. Гречушников (1966—1991 гг.), под руководством которого лаборатория стала называться лабораторией спектроскопии кристаллов. C 1991 по 2000 г. лабораторией руководил С.А. Пикин. С 2000 по 2010 г. лабораторией, которой вернули первоначальное название, руководила Л.Ф. Кирпичникова. C 2010 г. по настоящее время лабораторией кристаллооптики руководит Т.Р. Волк.

Работы Н.Е. Веденеевой, С.В. Грум-Гржимайло, Н.М. Меланхолина, Б.Н. Гречушникова, Д.Т. Свиридова и других сотрудников лаборатории кристаллооптики значительно повлияли на развитие физической и прикладной оптики, включая изучение таких явлений, как:

   §  гиротропия кристаллов;

   §  циркулярный дихроизм;

   §  спектроскопии, в том числе ЭПР-, ЯМР-спектроскопии и Фурье-спектроскопии;

   §  лазерной физики;

   §  дефектоскопии;

   §  физики конденсированного состояния.

С помощью развитых ими экспериментальных и теоретических методов кристаллооптики и спектроскопии оказалось возможным исследовать не только любые кристаллы, но и разнообразные упорядоченные среды, вплоть до биологических объектов, пленок и наноматериалов.

Лабораторию фазовых переходов, впоследствии ставшую частью лаборатории кристаллооптики, возглавлял сначала А.В. Шубников, а затем Л.А. Шувалов, который выполнил основополагающие работы, сыгравшие определяющую роль в становлении симметрийного подхода к описанию кристаллографии и кристаллофизики, в том числе физики фазовых переходов, для пьезо-, пиро- и сегнетоэлектриков, а также для нового класса кристаллов -ферроэластиков.
В.М. Фридкиным с коллегами было создано и развито новое направление — «фотосегнетоэлектричество». Был сделан большой вклад в исследования фундаментального кристаллофизического явления — объемного фотовольтаического эффекта в средах без центра симметрии, и родственного эффекта фоторефракции. Кроме того, были выполнены пионерские работы по обнаружению и исследованию двумерного сегнетоэлектричества в наноразмерных сегнетоэлектрических пленках П(ВДФ/ТрФЭ).

Внастоящее время в лаборатории кристаллооптики исследуются особенности распространения света в многослойных анизотропных гиротропных поглощающих структурах; связь между структурой кристаллов и их оптическими и другими физическими свойствами; фазовые переходы и доменная структура в сегнетоэлектриках с применением оптических методик;

   § проводимости доменных стенок, дефектов в с/э кристаллах;

   § применение доменов к преобразованию частоты (нелинейная оптика);

   § оптические свойства кристаллов сложных оксидов.