Основные направления научно-исследовательской работы кафедры:
- Совершенствование технологии подземной разработки рудных и угольных месторождений.
- Отработка удароопасных месторождений.
- Комбинированная разработка месторождений.
- Повторная отработка месторождений.
- Специальные способы добычи полезных ископаемых.
- Комплексная отработка многокомпонентных руд.
В последние годы кафедра ведет обширные научные исследования, связанные с изысканием и внедрением новой технологии добычи ценных полиметаллических руд Корбалихинского рудника АО «Сибирь-полиметаллы», с целью увеличения производственной мощности рудника с 400 тыс.т до 1,5 млн.т руды в год. Многолетние научные исследования, направленные на совершенствование технологии добычи руд Баженовского месторождения, коллективом кафедры проводятся в ПАО «Ураласбест».
Объем научных исследований, проведенных коллективом сотрудников кафедры за последние годы, составил десятки миллионов рублей.

По материалам научных исследований за последние 5 лет в ведущих российских журналах сотрудниками кафедры опубликованы – 360 статей, из них с индексом цитирования Scopus – 96, ВАК – 108, РИНЦ – 156 получено 18 патентов, а студентами кафедры подготовлено 25 докладов на Международную научно-практическую конференцию «Уральская горная школа – регионам».
Ежегодно кафедрой горного дела с участием других кафедр горно-технологического факультета проводится Международная научно-техническая конференция «Инновационные геотехнологии при разработке рудных и нерудных месторождений», на которой выступают с докладами представители научных и проектных организаций и высших учебных заведений из разных регионов России и ближнего зарубежья.
Конференция посвящена обсуждению результатов фундаментальных и прикладных исследований по проблемам наук о Земле, вопросам, связанным с использованием компьютерных технологий в горном деле, моделированию горно-геологических условий, внедрению новых методов геометризации и прогнозирования состояния геологической среды, вопросам роботизации и автоматизации производственных процессов на горных предприятиях, повышению уровня подготовки горных инженеров.