На кафедрі відводиться значна кількість часу для науково-дослідної роботи. До основних завдань науково-дослідної діяльності кафедри відносяться:

- високий рівень впровадження нових наукових розробок в навчальний процес, підвищення науково-дослідної роботи студентів, які є учасниками кафедрального гуртка;

- організація спільних творчих колективів науковців університету і фахівців підприємств для втілення ідей в розробки;

- співпраця з підрозділами та філіями кафедри;

- розширення видавничої діяльності, створення умов для видання наукових, навчально-методичних видань, навчальних, а також наукових праць студентів, що беруть участь в науково-дослідній роботі кафедри.

Наукові дослідження викладачів і аспірантів кафедри ведуться за такими напрямами:

- Системи первинного і вторинного підресорювання транспортних засобів;

- Розроблення та дослідження нових пружних і демпфувальних елементів;

- Моделювання процесів та систем;

- Дослідження процесів сепарування насіння сільськогосподарських культур;

- Проєктування сепараторів насіння сільськогосподарських культур;

- Проєктування робочих органів сільськогосподарських машин і обладнання;

- Дослідження міцності й тріщиностійкості стальної термонапруженої арматури та зварних і склеєних з’єднань;

- Обґрунтування параметрів технічного оснащення технологічних систем збирання озимого ріпаку;

- Автоматизація виробничих процесів, розробка і проєктування засобів технологічного транспортування виробничих об’єктів;

- Вібрація в техніці та виробничих процесах;

- Математичне моделювання процесів та систем у задачах обґрунтування конструкційних параметрів пневмомембранного пульсатора доїльного апарата;

- Комп’ютерне моделювання, обґрунтування конструктивних параметрів двовісного слідкуючого за Сонцем пристрою. 

Під час підготовки фахівців спеціальності «Машинобудування» кафедра постійно налагоджує наукові та освітянські зв'язки із закладами вищої освіти, науковими установами та підприємствами близького та далекого зарубіжжя, такими як: Державна установа «Науково-методичний центр інформаційно-аналітичного забезпечення діяльності вищих навчальних закладів «Агроосвіта», НУ «Львівська політехніка», Національний університет біоресурсів та природокористування України, Люблінська політехніка (Польща), Українська академія друкарства, Сільськогосподарський університет ім. Х. Коллонтая в Кракові (Польща). 

Гуртківці та їх керівники, викладачі кафедри щорічно беруть участь у всеукраїнських конкурсах студентських наукових робіт і всеукраїнських та міжнародних предметних олімпіадах, де гуртківці показують високий рівень знань, а викладачі кафедри виступають членами журі цих заходів.