Викладачами кафедри отримано визначні результати в фундаментальних дослідженнях з математики, фізики та їх застосувань, які опубліковано у вітчизняних та закордонних фахових виданнях, що включені до наукометричних баз даних. Рівень цих публікацій відповідає високим науковим стандартам, а результати викладені в них, є вагомим внеском у відповідні галузі фізико-математичних наук та педагогіки.
При кафедрі діє науково-методичний семінар, на якому розглядаються актуальні питання методики викладання курсу вищої математики та фізики в КНУТД. Результати наукових досліджень викладачів кафедри впроваджуються в навчальний процес.
Викладачі кафедри беруть участь у спільних науково-дослідних проектах з Інститутом фізики, Інститутом фізики напівпровідників, Інститутом матеріалознавства НАН України.
Кафедра підтримує і постійно розвиває наукові контакти з Київським національним університетом імені Тараса Шевченка, Київським політехнічним інститутом імені Ігоря Сікорського, Харківським національним університетом імені В. Н. Каразіна, Інститутом металофізики імені Г. В. Курдюмова НАН України, Інститутом фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова НАН України та Інститутом математики НАН України. Здобувачі мають можливість долучатися до роботи із сучасним обладнанням на платформах інститутів НАН України.


Частина наукових досліджень кваліфікаційних робіт проводиться на такому обладнання, наприклад, в лабораторії електронної спектроскопії.
Викладачі кафедри проводять наукові консультації співробітників та аспірантів КНУТД, виступають опонентами по кандидатських і докторських дисертаціях, рецензують наукові і методичні роботи.
Кафедра має позитивний досвід наукової роботи із студентами, яка спрямована на залучення їх до активної наукової діяльності. На кафедрі прикладної фізики та вищої математики проводяться олімпіади з математики та фізики, які дозволяють виявити студентів, здібних до наукової і творчої діяльності. Кращі студенти займаються науково-дослідною роботою в студентських наукових гуртках як природничого, так і дизайнерського напрямку, де мають можливість поділитися своїми науковими здобутками, обговорити нові ідеї, обмінятися думками; виступають з цікавими доповідями щодо актуальних проблем сьогодення на науково-практичних конференціях молодих вчених всеукраїнського та міжнародного рівня, публікують тези наукових праць. Більшість із цих студентів знаходять себе у науці, продовжують свою наукову діяльність і, згодом, працюють викладачами в КНУТД. Для членів гуртків організовуються цікаві екскурсії на провідні міжнародні фірми.

Більшість із цих студентів знаходять себе у науці, отримують міжнародне визнання, розвивають стартаповський напрямок у діяльності кафедри.

Деякі випускники продовжують свою наукову діяльність і, після отримання бакалаврського диплому.