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.