Геология и геофизика. Институтом геологии АН Таджикской ССР (основана в 1941) выполнены исследования по различным вопросам, связанным с геологическим строением территории республики и её полезными ископаемыми. Предложена схема тектонического районирования Южного Т. (С. А. Захаров); произведено тектоническое районирование Гиссаро-Алая, Памира; изучены длительно живущие краевые разломы (М. М. Кухтиков); разработаны основные черты геологии, стратиграфии, тектоники, магматизма и рудоносности Карамазора; исследованы особенности магматической геологии, петрологии, геохронологии, эндогенной металлогении Гиссаро-Алая и Памира (Р. Б. Баратов, С. М. Бабаходжаев, М. Р. Джалилов); разработаны вопросы гидрогеологического районирования, использования термо-минеральных вод, мелиорации засоленных почв (П. А. Панкратов). Геологи и геофизики Т. совместно с учёными др. республик Средней Азии и Казахстана вели комплексные исследования земной коры и верхней мантии Земли, закономерностей размещения полезных ископаемых. Составлена карта магматических комплексов Средней Азии, которая стала основой поисковых работ. Учёные Т. участвовали в создании тектонической карты нефтегазоносных областей юга СССР. Ими даны рекомендации по поискам нефти и газа в глубоких горизонтах Южно-Таджикской депрессии (С. И. Ильин, К. В. Бабков). Институт сейсмостойкого строительства и сейсмологии АН Таджикской ССР (основан в 1951) участвовал в исследованиях закономерностей проявления землетрясений в Т. и сопредельных областях с целью создания основ сейсмического районирования (И. Е. Губин, С. А. Захаров). Сотрудники института вели теоретическое и экспериментальное изучение в лабораториях и на полигонах института, а также в естественных условиях устойчивости гидротехнических сооружений, отдельных несущих элементов и зданий в целом (С. Х. Негматуллаев). Впервые в СССР создана инженерно-сейсмическая служба плотин (Головной ГЭС, Нурекской ГЭС на р. Вахш) и др. объектов гидроузлов Т. Исследовались медленные движения земной поверхности в связи с землетрясениями, механизм их очагов; ведутся поиски предвестников землетрясений. С 1967 институт стал головным учреждением по обследованию сильных землетрясений Средней Азии и Казахстана.
Астрономия. Институт астрофизики АН Таджикской ССР (основан в 1958) стал одним из центров по изучению метеоров и комет. Многолетние исследования метеоров (П. Б. Бабаджанов) дали возможность получить обширную информацию о радиантах, скоростях и орбитах метеоров, физических параметрах верхних слоев земной атмосферы в метеорной зоне, о физике метеорных явлений и выявить новые метеорные ассоциации; изучен метеорный вклад в ионизацию верхней атмосферы (Л. Н. Рубцев). Большие работы проведены по изучению физической природы комет (О. В. Добровольский). Накоплена уникальная фототека переменных звёзд (около 50 тыс. негативов). Сотрудниками института проведены исследования структуры Галактики (М. Н. Максумов), открыт ряд переменных звёзд и комет. Институт координирует исследования по метеоритам в СССР. Ведущие учёные института являются членами Международного астрономического союза и Астрономического совета АН СССР. В 1963— 1968 построена Гиссарская астрономическая обсерватория.
Физика. Исследования по физике вели Физико-технический институт им. С. У. Умарова АН Таджикской ССР (основан в 1964), физические кафедры и лаборатории Таджикского университета и др. вузов республики. Основные направления: физика твёрдого тела, полупроводников и полимеров, молекулярная теория жидкостей и молекулярная акустика, атомная и молекулярная спектроскопия, электроника, ядерная физика высокой энергии, теплотехника (А. А. Адхамов, Б. Н. Нарзуллаев, П. В. Цой и др.).
Математика. Основные направления работ Математического института (основан в 1973) с Вычислительным центром АН Таджикской ССР и математических кафедр Таджикского университета: краевые задачи (в том числе неэллиптические) для систем уравнений составного типа (А. Д. Джураев и др.), теория дифференциальных уравнений с частными производными эллиптического смешанного и составного типов, обобщённые системы Коши — Римана с сингулярными коэффициентами (Л. Г. Михайлов, З. Д. Усманов и др.), тауберовы теоремы и их применение к исследованию быстроты сходимости и суммируемости рядов Фурье (М. А. Субханкулов и др.), ряд вопросов функционального анализа (В. Я. Стеценко и др.). Большое внимание уделялось использованию математических методов и электронно-вычислительных машин при решении различных народно-хозяйственных. вопросов.