ミュオン科学研究施設（MUSE）では、大強度陽子加速器施設J-PARCの物質・生命科学実験施設（MLF）で造り出される世界最高強度のパルス状ミュオンを用いて、 基礎科学から産業応用に及ぶ幅広い分野での研究を行っています。
ミュオン（ミュー粒子、μ粒子）は電子や光と同じように物質と相互作用するため、原子の集合体としての物質の状態を調べるのに大変有用です。 ミュオンスピン回転（μSR）が磁気に非常に敏感な手法であることを利用し、物質の磁気的性質、第二種超伝導体の磁束状態、 さらには微量に含まれる水素原子の存在状態等の研究を行っています。また、特に負のミュオン（μ-）は重い電子として振舞うことを利用して、 ミュオン触媒核融合の研究や、非破壊で物質の組成を知る手段としても活用されています。
また、新しい手法による大強度、あるいは低いエネルギーのミュオンビーム生成にも取り組んでいます。
