该实验室的总体建设目标主要有：建成世界领先的新型超重元素合成研究装置，探索合成超重新元素，努力实现中国在新元素合成领域零的突破；建成多个稳定同位素和放射性同位素产生及分离试验装置，研究同位素产生、高效分离和收集等关键核心技术；通过合作，成功研制若干放射性同位素靶向治疗肿瘤药物及其产生试验装置；通过该实验室的建设和运行，在甘肃省形成同位素相关人才绿洲，稳定和吸引一批高端科研人员，培养一批年轻科研人员和产业技能骨干。
赵红卫表示，实验室建成后，将开放共享合作，推动具有高附加值的同位素在工业、医药以及科研领域的应用，带动高端装备研发产业发展，为地方经济发展做出贡献。