Основні напрямки наукової роботи кафедри були сформульовані її засновником академіком НАН України О.І. Ахієзером і збереглися на цей час. Це теоретична ядерна фізика, фізика елементарних частинок и суперсиметрія, физика плазми, статистична фізика та фізика конденсованого стану.
Наукові дослідження на кафедрі проводяться в тісній співпраці із співробітниками Інституту теоретичної фізики імені О.І. Ахієзєра ННЦ ХФТІ, ФТІНТ, Інституту монокристалів, РАІ НАНУ та іншими.
Теми семінарів у 2018/2019 н.р.
Теми семінарів у 2017/2018 н.р.