Научные интересы кафедры сосредоточены в быстро развивающейся области современной физики – физике мягких конденсированных сред. Проводятся исследования в области физики новых материалов (магнитные нанодисперсные материалы, жидкие кристаллы, суспензии анизотропных наночастиц, фотонные кристаллы нового типа). Изучаются ориентационные и структурные фазовые переходы, магнитные и магнитооптические явления, электро- и феррогидродинамика, электроконвективные явления, структурообразование, осуществляется компьютерное моделирование магнитополимерных наноструктур, ориентационных и структурных неустойчивостей и процессов агрегирования мягких сред с диполь-дипольными взаимодействиями. Теоретически исследуются динамический магнитный гистерезис и поглощение энергии в наночастицах, магнитный резонанс и релаксация в суперпарамагнетиках.
Кафедру отличает высокий уровень научной работы: преподаватели и аспиранты публикуются в известных отечественных и зарубежных научных журналах: Журнал экспериментальной и теоретической физики, Физика твердого тела, Physical Review E, Physical Review B, Journal of Applied Physics, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Molecular Crystals and Liquid Crystals, Journal of Molecular Liquids, New Journal of Physics, Journal of Chemical Physics, Physics of Fluids, Beilstein Journal of Nanotechnology, The European Physical Journal E, Journal of Colloid and Interface Science, Phase Transitions, Nanomaterials и др. Сотрудники кафедры являются рецензентами множества высокоимпактных научных журналов, имеют гранты научных фондов.
С момента своего образования кафедра физики фазовых переходов является одной из ведущих кафедр университета по научно-исследовательской работе. По итогам 2010, 2011 и 2012 гг. кафедра занимала
1-е место в рейтинге научно-исследовательской работы университета.