La Sede della Sezione di Firenze dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare si trova nel Campus Scientifico dell'Università degli Studi di Firenze, a Sesto Fiorentino.
L'edificio che ospita i laboratori dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, è anche sede del Laboratorio di Tecniche Nucleari per l'Ambiente ed i Beni Culturali.
Oltre ai laboratori dell'INFN, il Polo Scientifico ospita il Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Ateneo Fiorentino, con cui la Sezione collabora strettamente, nell'ambito di una convenzione rinnovata periodicamente tra gli enti, sia per quanto riguarda la didattica che per la ricerca. L'amministrazione della Sezione ed i gruppi teorici, operano al terzo piano del Dipartimento di Fisica per una più stretta connessione con i colleghi universitari.
Diverse attività sperimentali sono svolte in collaborazione con l'European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy (LENS) che rappresenta un punto di riferimento a livello Europeo per la ricerca nel campo dell'ottica basata su un approccio multi-disciplinare alla fisica fondamentale.
Anche il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) ha una sede all'interno del Polo Scientifico ed una stretta collaborazione scientifica con i ricercatori dell'Istituto, soprattutto per quanto riguarda la preparazione per missioni spaziali.
