Основными направлениями научных исследований кафедры зоологии позвоночных и экологии являются следующие:
1.«Технологии управления живыми системами разнотипных водоёмов Прикамья». В рамках данного направления проводится изучение видового разнообразия рыб в различных водных экосистемах Пермского края и соседних регионов; адаптивных механизмов у популяций рыб в разных условиях среды; процессов и пределов изменчивости рыб; микроэлементного состава органов и тканей рыб, механизмов накопления и выведения тяжёлых металлов; путей оптимизации любительского и промыслового рыболовства; разрабатываются методы оценки рационального использования водных биологических ресурсов и их охраны.
2. «Структура, динамика и рациональное использование сообществ наземных позвоночных». Данное направление включает исследования: видового разнообразия, особенностей распространения, биология и экология наземных позвоночных уральского региона; воздействия на животных факторов внешней среды, естественных и антропогенных; состояния популяций как промысловых, так и редких видов, включая исследования по разработке мероприятий по стабилизации и восстановлению их численности и рациональному использованию.