Наукові дослідження на кафедрі ведуться в таких галузях сучасної науки:
- моделювання фізичних явищ і складних процесів, поведінка розподілених динамічних систем;
- обробка зображень, розпізнавання об'єкта в умовах сильних перешкод;
- системи збору та обробки інформації;
- оптимізація технологічних процесів, діагностика і управління складними системами;
- теоретичні дослідження складних квантових та класичних гідродинамічних систем, зокрема, надплинного гелію та його розчинів;