Коллектив кафедры ведет теоретические и экспериментальные исследования по проблемам эксплуатации транспортных машин. К приоритетным направлениям научных исследований отнесены вопросы разработки научно-обоснованной концепции новой системы технического обслуживания и ремонта транспортных колесных машин, внедрение новых методов и средств технического обслуживания, диагностики и прогнозирования.

Научная деятельность кафедры направлена ​​на теоретические работ, в основу которых заложена концепция создания сложных кибернетических моделей и их анализа с позиции системотехники.Кафедра продолжает разработку методов и средств компьютерной диагностики автомобилей и создания автоматизированного оборудования для контроля технического состояния автомобилей (GPS-мониторинг). Транспортно-информационная система «ХНАДУ ТЕСА» - система спутникового мониторинга подвижного состава, является специализированным программно-аппаратным комплексом для управления технической эксплуатацией и коммерческой эксплуатацией в малых автотранспортных предприятиях.

Успешно функционируют две аккредитованные Госстандартом Украины лаборатории: контрольно-диагностическая лаборатория автомобилей и лаборатория по испытанию автоексплуатационних материалов. Создана лаборатория компьютерной диагностики.

На кафедре осуществляется подготовка аспирантов очной и заочной форм обучения по специальности 05.22.20 - «Эксплуатация и ремонт средств транспорта».

Ежегодно коллектив кафедры публикует около 100 статей в специализированных сборниках и тезисов конференций.