Научно-исследовательская деятельность кафедры осуществляется по двум направлениям: 

- в рамках общего научного направления: «Разработка научных основ эффективных и экологически безопасных технологий прогноза, поиска и разведки месторождений полезных ископаемых», научным руководителем которого является проф. Н.С. Скрипченко. Тематика научных направлений и отдельных НИР тесно связана с профилем подготавливаемых специалистов. Основные результаты научных исследований кафедры использованы при разработке курсов и новых разделов курсов. Осуществляется подготовка кадров высокой квалификации через очную и заочную аспирантуру и докторантуру по специальности 25.00.11 - Геология, поиск и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения. 

- в рамках  научного направления «Разработка научных основ поиска, разведки, оценки и разработки месторождений с учетом взаимосвязей и взаимовлияния» под руководством проф. А.И. Гавришина. Тематика научного направления и отдельных научно-исследовательских работ тесно связана с профилем подготавливаемых специалистов.  За последние 30 лет по гидрогеологическому, инженерно-геологическому и экологическому направлениям издано 50 монографий и 17  межвузовских сборников научных трудов, более 700 публикаций; на научных конференциях представлено более 160 докладов, в т.ч. и на международных форумах в США, Италии, Бразилии, Японии, Китае, Нидерландах. В течение ряда лет выполняются научные исследования в содружестве с институтом астрофизики и космической физики (Италия, Рим) по проблеме развития, компьютерной реализации и применения методов многомерной классификации наблюдений при изучении Земли, Луны, Марса, комет и различных космических объектов по космохимическим, астрофизическим, гидрогеохимическим и другим данным. Профессором В.Г. Поповым выполняются научные исследования по гранту Международного фонда фундаментальных исследований. При кафедре функционирует научно-исследовательский центр ООО «Акватер», который проводит исследования в области гидрогеологии, инженерной геологии и экогеологии. 

Учебно-исследовательская работа студентов (УИРС)

Подготовке высококвалифицированных специалистов во всех аспектах специальности «Прикладная геология» способствует интеграция фундаментальной, специальной и гуманитарной составляющих высшего образования, цели которой служит реализуемая на кафедре в пяти курсах учебно-исследовательская работа студентов (УИРС).  Для обеспечения участия студентов в научно-производственной и инновационной деятельности с целью коммерческой реализации разработок в рамках кафедры организована студенческая научно-исследовательская лаборатория (СНИЛ) «Поиск» по научному направлению «Ресурсосберегающие, экологически чистые и безопасные технологии поиска, разведки и добычи полезных ископаемых»,   которая неоднократно получала премии на ежегодном конкурсе-смотре ЮРГПУ (НПИ), а студенты кафедры - гранты на выполнение научно-инновационных работ. Результаты исследований апробируются на совещаниях и конференциях внутривузовского, регионального, всероссийского и международного уровней. Тезисы докладов и научные статьи публикуются в сборниках этих конференций. 

На основании разработанного положения о СНИЛ для развития профессиональной мотивации ежегодно проводится смотр-конкурс на лучшую студенческую научно-исследовательскую лабораторию. Победители конкурса премируются и награждаются почетными грамотами.

На кафедре проводится ежегодная студенческая олимпиада по «Геологии» (организаторы – доценты В.С. Исаев и А.А. Бутенков. Студенты в её рамках решают задания, связанные с минералогией, литологией, петрографией, общей и структурной геологией, а также с геологией полезных ископаемых. Победители и призёры награждаются грамотами, и эти достижения затем учитываются при проведении конкурса на повышенную стипендию. Студенты старших курсов кафедры ежегодно участвуют в научно-технической конференции студентов и аспирантов «Студенческая весна», имеющей региональный статус. Статьи на тему студенческих докладов публикуются в сборниках материалов конференции. 

Ежегодно студенты кафедры активно участвуют со своими научными разработками в таких конференциях всероссийского и международного уровней, как: 

1. Международный симпозиум имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр» при Томском политехническом университете; 

2. Научно-практическая  конференция  студентов, аспирантов и молодых ученых «Геология в развивающемся мире» с международным участием при Пермском государственном национальном исследовательском университете; 

3. Всероссийская молодежная научно-практическая школа-конференция «Науки о Земле. Современное состояние»  при Новосибирском государственном университете, проводимой на геологическом полигоне «Шира» в Республика Хакасии; 

4. Молодежная научная школа «Металлогения древних и современных океанов (Институт минералогии УрО РАН, Южно-Уральский государственный университет). 

Результаты студенческих разработок публикуются в сборниках материалов конференций. Наиболее отличившиеся в научно-исследовательской работе студенты награждаются грамотами, денежными премиями, получают селективные стипендии.

Научные студенческие разработки используются при дипломном проектировании, на производстве и в научной деятельности кафедры «Прикладная геология». Многие дипломные проекты выполняются по заданию производственных организаций, лучшие дипломы подаются на конкурс дипломных проектов ЮРГПУ (НПИ) и занимают призовые места.