I gruppi sperimentali della Sezione di Firenze sono coinvolti in esperimenti della linea tre (Nuclear Structure and Reaction Dynamics) della Commissione Scientifica Nazionale III. Vengono impiegati i fasci forniti dagli acceleratori dei Laboratori Nazionali di Legnaro e del Sud (Catania) e i fasci forniti dall'acceleratore Spiral a Ganil (Francia).

Gli esperimenti attualmente attivi sono Fiesta e Nucl-ex, che si occupano di dinamica di reazioni, e Gamma, che si occupa di struttura nucleare.

I gruppi sono anche coinvolti nel progetto SPES, per la realizzazione di una facility di fasci esotici ai Laboratori Nazionali di Legnaro.

È inoltre presente in sezione un piccolo gruppo che si occupa di R&D per l'esperimento Aegis afferente alla linea quattro (Nuclear Astrophysics and Interdisciplinary Researches).