Forschungsdisziplinen des Programms Forschung unter Weltraumbedingungen sind im Teilprogramm Materialwissenschaften und physikalische Grundlagenforschung
Aus diesen Disziplinen werden regelmäßig Experimentvorschläge über Ausschreibungen (in der Regel durch ESA und die internationale Arbeitsgruppe IMSPG) eingeworben. Die durch Fachgutachter am besten bewerteten Vorschläge werden für eine Projektförderung (Zuwendung) durch die Deutsche Raumfahrtagentur DLR ausgewählt. Daraus und aus den Richtlinien des Deutschen Raumfahrtprogramms ergeben sich die thematischen Schwerpunkte in den Teilprogrammen Bio- und Materialwissenschaften.
Das Teilprogramm Materialwissenschaften und physikalische Grundlagenforschung hat gegenwärtig folgende thematischen Schwerpunkte und Forschungsthemen: