Сфера научной деятельности М.В. Ковальчука: рентгеновская физика и оптика, стоячие рентгеновские волны, рентгеновская кристаллография, физика конденсированного состояния, нано- и биоорганические материалы и системы, рентгеновское и синхротронное излучение в исследовании материалов. С 1987 г. М.В. Ковальчук - заведующий Лабораторией рентгеновской оптики и синхротронного излучения Института кристаллографии АН CCCP – затем РАН, а с 1998 г. и по настоящее время - директор этого института. С 2005 г. и по настоящее время он директор РНЦ «Курчатовский институт». Он также является научным руководителем Курчатовского центра нано-, био-, инфо-, когнитивных наук и технологий. М.В. Ковальчук - учёный секретарь Совета при Президенте РФ по науке, технологиям и образованию, член Комиссии при Президенте РФ по модернизации и технологическому развитию экономики России, член коллегии Минобрнауки России, председатель секции «Нанотехнологии» НТС Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом», член Бюро Отделения нанотехнологий и информационных технологий РАН, член Совета РФФИ и ВАК Минобрнауки России, главный редактор журнала "Кристаллография" РАН. М.В. Ковальчук также является председателем Комиссии по науке и инновациям Общественной палаты РФ, председателем Национального комитета кристаллографов России, председателем оргкомитетов Национальной конференции по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов и Национальной конференции по росту кристаллов, сопредседателем оргкомитета Российской конференции по электронной микроскопии. М.В. Ковальчук - заведующий Кафедрой физики наносистем и заместитель председателя Координационного совета по нано- и биотехнологиям МГУ им. М.В. Ломоносова, декан факультета нано-, био-, информационных и когнитивных технологий МФТИ, председатель докторского диссертационного совета при Институте кристаллографии РАН, председатель докторского диссертационного совета при РНЦ «Курчатовский институт» М.В. Ковальчук - автор и соавтор более 250 научных работ, из них 21 авторского свидетельства и 10 патентов. Ключевые слова Физика конденсированного состояния