Кафедрой ведутся научные исследования в следующих направлениях:

– приложения спектральной теории операторов в математическом и компьютерном моделировании наноструктур;

– комбинаторно-геометрические и алгебраические свойства выпуклых оболочек орбит линейных действий групп;

– инновационные подходы в преподавании математических дисциплин в вузе, формы и методы обучения математике в профильных классах, проблемы углубленного математического образования.

При кафедре функционируют научно-исследовательские лаборатории «Математическое и компьютерное моделирование наноструктур» и «Математические методы защиты информации».