Vědečtí pracovníci katedry provádí výzkum v oblasti materiálové chemie, nanomateriálů, sorpčních procesů, v oblasti elektrochemie, vodivých polymerů a v dalších oblastech. Výzkumná činnost katedry je dále zaměřena na optimalizaci termických a biologických metod zpracování odpadů a modelování rozptylu znečišťujících látek v ovzduší s využitím geografických informačních systémů. Katedra je významné pracoviště v České republice, které se zabývá komplexním výzkumem fyzikálně-chemických vlastností anorganických a organických materiálů v širokém teplotním rozmezí (‑180 až 2000 °C) v pevné a kapalné fázi (v tavenině). Výzkumné aktivity jsou zaměřeny na experimentální a teoretické termofyzikální, termodynamické a kinetické studium materiálů, jejich matematické modelování a technologické aplikace.
V současné době jsou vědečtí pracovníci katedry zapojeni do projektu zaměřeného na vytvoření centra špičkového výzkumu materiálů a technologií pro udržitelný rozvoj (MATUR), jehož cílem je výzkum interdisciplinární povahy s vysokým potenciálem tvorby špičkových a v budoucnu aplikovatelných výzkumných výsledků s přesahem do nejrůznějších oborů lidské společnosti, a to v mezinárodním kontextu.
Dalším strategickým projektem, na kterém katedra spolupracuje je CirkArena, která je plánovaným moderním centrem podporujícím cirkulární ekonomiku v Moravskoslezském kraji. Jejím hlavním cílem je proměnit region na model udržitelného rozvoje, zaměřený na výzkum a efektivní využívání průmyslových odpadů, jako jsou strusky, odprašky, bioodpady a stavební materiály.
Vědečtí pracovníci katedry se rovněž podílí na dalším ne méně důležitém projektu: REFRESH – Energy Lab. Hlavním cílem živé laboratoře je vytvořit prostřednictvím výzkumu a vývoje metod, materiálů a technologií pro moderní, nízkouhlíkovou a udržitelnou energetiku komplexní strategii pro zajištění energetické soběstačnosti a surovinové nezávislosti v Moravskoslezském kraji, případně v ČR, s celosvětovým přesahem.