Одним з напрямків наукової роботи викладачів кафедри є розробка теорії напружених багатошарових основ простої та складної структури, яка була започаткована професором Приварниковим А.К. (завідувач кафедри 1989-2016), який вклав вагомий внесок у розвиток теорії пружних багатошарових середовищ. Запропонований ним метод функцій податливості виявився найефективнішим способом визначення напружено-деформованого стану пружних і спадково-пружних багатошарових основ з довільним числом шарів. Цей метод дозволив одержати аналітичні розв'язки основних граничних задач у квадратурах та відкрив шлях для розв'язання мішаних граничних задач. Дослідження продовжуються у роботах його послідовників – викладачів кафедри (Зіновєєв І.В., Стєганцев Є.В., Спиця О.Г. та їх учнів). В рамках цих досліджень було захищено 11 кандидатських дисертацій.
Під керівництвом доцента Стєганцевої П.Г. активно розвиваються фундаментальні дослідження у напрямах дискретної математики (дослідження, підрахунок та класифікація топологій на скінченних множинах) та геометрії і топології (геометрія точкових та лінійчатих образів евклідового і неевклідових просторів). Було захищено 2 кандидатські дисертації.
На кафедрі працюють наукові семінари та студентські наукові проблемні групи «Актуальні проблеми математичних дисциплін», «Проблеми сучасної математичної освіти», «Вирішення проблем сучасності методами математичного моделювання». Викладачі та студенти формують навички організації наукових досліджень та підготовки наукових доповідей.
Велику увагу викладачі кафедри приділяють розробці та впровадженню в освітній процес сучасних методів навчання, нових форм взаємодії освіти та виробництва, передових досягнень вітчизняної та світової науки, активно займаються розробкою та впровадженням нових інформаційних технологій та математичних методів у різні галузі промисловості України та у освітній процес, що активізує пізнавальну та практичну діяльність студентів.
Кафедра постійно підтримує зв’язки з закладами освіти регіону, виконує роль координатора в організації науково-педагогічної та методичної роботи: підвищення кваліфікації працівників освіти, науково-методичні семінари, майстер-класи, конкурси на рівні міста та області, он-лайн уроки для учнів. Понад 20 років викладачі кафедри є активними учасниками олімпіадного руху, входять до складу журі всіх етапів всеукраїнських олімпіад з математики, фізики, турнірів юних математиків. Здійснюється допомога вчителям у питаннях організації науково-дослідної діяльності учнів, під керівництвом викладачів кафедри підготовлено велику кількість науково-дослідних робіт МАН, серед яких є призери обласного та Всеукраїнського етапів.
Викладачі кафедри входять до організаційного комітету щорічної всеукраїнської наукової конференції молодих дослідників «Актуальні проблеми математики та інформатики» та журі щорічного обласного конкурсу творчих робіт з математики та інформатики.
