Кафедра активно занимается научно-исследовательской работой, практикуя различные ее формы. Тематика научных исследований определяется участием кафедры в республиканских программах при выполнении фундаментальных и поисковых исследований. Одновременно с этим ведутся прикладные исследования и разработки с учетом потребностей промышленных предприятий и других организаций региона с целью поэтапного внедрения полученных результатов. Основное научное направление кафедры - разработка и применение современных методов и средств неразрушающего контроля и технической диагностики, оптико-электронных измерительных средств, волоконно-оптических и магнитных приборов и систем для промышленности и медицины. Результаты научных исследований и разработок широко внедряются и используются в учебном процессе (теория, технология, макеты приборов, установок и систем, программные продукты). Это обеспечивает более эффективную подготовку специалистов. На основе НИР поставлены специальные учебные дисциплины, а также ряд лабораторных работ, курсовых и дипломных проектов.
В текущей пятилетке сотрудниками кафедры выполняется госбюджетная тема НИР ГБ 2101 «Развитие физических основ и создание эффективных технологий и средств неразрушающего контроля промышленных объектов». Полученные результаты расширят возможности методов контроля и найдут эффективное применение в системах неразрушающего контроля элементов и оборудования в энергетических комплексах, а также в машиностроении и других отраслях, при разработке новой контрольно-измерительной аппаратуры в приборостроении. Разработанные схемы, структуры и технологии позволят успешно решать задачи автоматизации и повышения эффективности стандартизованных методов неразрушающего контроля, а также реализовывать принципиально новые методики дефектоскопии и диагностики. Созданные модели, макеты технических средств, программные продукты, методики инженерных расчетов, технологии контроля будут широко использоваться в учебном процессе при подготовке специалистов в области неразрушающего контроля и диагностики.