Основными научными направлениями кафедры являются:
1. Разработка методов исследования многокомпонентных систем и способов интерпретации экспериментальных данных. На кафедре предложены и апробированы новые методы исследования и графического изображения многокомпонентных водно-солевых и водно-органических систем с числом компонентов три и более. Предложенные методы позволяют оптимизировать изучение сложных систем с целью последующего их использования для оптимизации различных технологических процессов.
2. Изучение фазовых равновесий в водно-солевых и водно-органических системах при различных условиях. Полученные данные являются основной для оптимизации многочисленных технологических процессов – получения удобрений, индивидуальных солей, новых материалов, разработки процессов экстракционного концентрирования и выделения веществ из сложных смесей.
3. Разработка теоретических основ процессов получения неорганических веществ, материалов и разделения сложных смесей. Сотрудниками кафедры ведутся исследования по разработке методов получения высококонцентрированных жидких комплексных удобрений, энергоэффективных и экологобезопасных способов получения водорастворимых солей калия и формиатов металлов, разрабатываются новые составы керамики и силикатных конструкционных материалов.
Кафедра активно сотрудничает с Институтом технической химии УрО РАН. Студенты кафедры имеют возможность заниматься научной работой на базе института, а выпускники продолжить обучение в аспирантуре по образовательным программам «Химические науки» и «Химическая технология».