Основы направлений научно-исследовательской деятельности отдела были заложены и развиты тремя видными учеными.

  • Владимир Павлович Мальчевский – первый заведующий лабораторией светофизиологии и светокультуры растений (1932-1942 годы). За этот короткий период был заложен надежный фундамент всей последующей деятельности лаборатории (отдела) светофизиологии. Был выполнен огромный объем исследований по разработке биологических, физических и технических основ выращивания сельскохозяйственных культур без солнечного света и впервые установлена возможность получения в этих условиях полноценных плодоносящих растений. 
  • Борис Сергеевич Мошков – член-корреспондент ВАСХНИЛ, автор классических работ по фотопериодизму растений, заведующий лабораторией светофизиологии (1945-1988 годы). В этот период были сохранены и расширены все сложившиеся ранее направления работ лаборатории, включающие научно-фундаментальные, научно-прикладные и научно-методические исследования. Основной раздел работы лаборатории состоял в изучении фотопериодической реакции и ее роли в формировании важнейших показателей скороспелости и продуктивности растений. На углубленной генетической основе были расширены работы, направленные на повышение эффективности селекции с помощью использования преимуществ регулируемых условий. Прикладной аспект работы лаборатории заключался в развитии культуры защищенного грунта с применением электрического освещения.
  • Евгений Иванович Ермаков – академик Россельхозакадемии, заведующий лабораторией и позже Отделом светофизиологии (1982-2006 годы). Центральный стержень научно-исследовательской деятельности лаборатории в этот период составили работы по разработке принципов физического моделирования агроэкосистем и методологии создания совершенных регулируемых агроэкосистем, обеспечивающих круглогодичное получение высококачественной растительной продукции с сбалансированным элементным составом. Создание регулируемой агроэкосистемы осуществляется на основе  конструирования и использования оригинального вегетационно-облучательного оборудования, включая уникальную ризотронную технику, и разработки ресурсоберегающих технологий круглогодичного интенсивного выращивания растений в моделируемых условиях. На базе созданных регулируемых агроэкосистем осуществлены комплексные исследования закономерностей эволюционной трансформации исходно абиогенных субстратов в почвоподобные биокосные образования под воздействием корневых систем и сопутcвующей биоты при длительном выращивании растений и разработаны высокоэффективные приемы восстановления  свойств почвозаменителей, определяющих в комплексе их плодородие.  Разработаны основы и приемы биоремедиации почв, загрязненных компонентами жидкого ракетного топлива, нефтью и нефтепродуктами. Дальнейшее развитие получило генетическое направление исследований, сосредоточившееся на решении проблемы программирования трансгрессий для целей селекции и интродукции растений. Создание на базе лаборатории светофизиологии соответствующего отдела с привлечением в его штат сотрудников других лабораторий способствовало расширению тематики проводящихся работ, посвященных, в том числе, исследованию водного статуса растений, их реакции на действие повышенных уровней ультрафиолетовой радиации и других стрессовых факторов.
  • В настоящее время (с 2007 года) за развитие направлений исследований в отделе отвечает кандидат биологических наук Панова Гаянэ Геннадьевна.