MedAustron bietet mit seiner einzigartigen Beschleunigeranlage neben der Behandlung von Patienten in klinischen Studien auch die Möglichkeit, Forschung in nichtklinischen Bereichen zu betreiben. Zum einen werden Forschungsthemen bearbeitet, die näher an der medizinischen Anwendung beim Patienten stehen, d.h. translationale Forschung. Zum anderen können die Teilchenstrahlen aber auch generell für Fragestellungen der Strahlenphysik und der angewandten Teilchenphysik herangezogen werden. Naturgemäß spielt auch die Weiterentwicklung der Beschleunigeranlage eine wichtige Rolle bei den Forschungsthemen. Dementsprechend werden konkrete Forschungsprojekte hauptsächlich in Kooperation mit der Medizinischen Universität Wien und der Technischen Universität Wien durchgeführt. Zusätzlich gibt es auch eine enge Zusammenarbeit mit dem Institut für Hochenergiephysik der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, der Fachhochschule Wiener Neustadt und der Medizinischen Universität Graz.