В настоящее время основными направлениями научных исследований на кафедре являются:

- разработка методов анализа и синтеза динамических систем в условиях неопределенности;

- разработка методов и средств управления, ориентации и навигации подвижных объектов (самолетов, вертолетов, беспилотных летательных аппаратов, безэкипажных судов);

- разработка систем управления энергообеспечением предприятий;

- разработка систем управления добычей и транспортировкой нефти;

- разработка систем управления технологическими процессами, в тои числе с использованием робототехники.

Преподаватели и сотрудники кафедры ведут активную научно-исследовательскую работу со студентами.

Их работа была неоднократно отмечена Дипломами, Знаками Лауреатов конкурса, медалями за лучшие студенческие научные работы: зав. кафедрой, профессор Г.Л. Дегтярев, доценты А.С. Мещанов, А.А. Потапов, С.С. Арутюнов, профессор Л.Г. Романенко.

В 1998 г. студентка Терехова Е.В. впервые в КАИ, а в 2000 г. студент Петухов А.А. (руководитель доцент Кривошеев С.В.) стали лауреатами стипендии фирмы «Боинг». В 2012 г. студентка Купоросова Е.С. стала лауреатом стипендии президентов РТ и РФ. Эффективность научных работ студентов можно оценить по оригинальности работ, которые подтверждены более, чем 10 авторскими свидетельствами и патентами РФ и внедрены в учебный процесс по специальности «Приборы и системы ориентации, стабилизации и навигации» и направлению «Управление в технических системах».

В настоящее время, с докладами от кафедры на студенческих и молодежных научных конференциях Всероссийского, Республиканского, институтского и факультетского уровней (в частности, на Туполевских чтениях, г. Казань, и на Королевских чтениях, г. Самара) ежегодно выступают около сорока студентов-докладчиков, целый ряд которых награждаются Дипломами и Почетными грамотами Оргкомитетов конференций. Тематика докладов охватывает широкий круг научных проблем: от приборов и средств автоматизации и прикладных вопросов управления летательными аппаратами и другими сложными техническими системами до фундаментальных исследований в области оптимальных процессов и устойчивости движения при неопределенности. Ежегодно 4 – 5 студенческих работ подается на Всероссийский открытый конкурс лучших работ студентов по естественным, техническим и гуманитарным наукам в вузах Российской Федерации. Большинство данных работ награждены Дипломами и медалями Министерства образования РФ.

Наиболее активную и результативную научно-исследовательскую работу со студентами на кафедре в настоящее время ведут профессор А.И. Маликов, доценты А.С. Мещанов, В.И. Гаркушенко, А.А. Потапов, А.В. Маханько, С.А.Терентьев, Б.А. Старостин, Р.Н. Файзутдинов, А.А.Маханько.