Кафедра здійснює активну науково-дослідну діяльність, результати якої відображені у публікаціях у фахових наукових виданнях України та міжнародних журналах, індексованих у наукометричних базах Scopus та Web of Science. Значна частина наукових результатів оприлюднюється також у фахових виданнях України категорії Б. Практична цінність наукових досліджень співробітників кафедри підтверджується отриманими патентами України на винаходи та корисні моделі, а також участю у виконанні науково-дослідних робіт та впровадженням результатів досліджень у навчальний процес.
За останні роки на кафедрі підготовлено та захищено 5 кандидатських дисертаційних робіт, науково-педагогічними працівниками кафедри заключено та успішно проведено 5 держбюджетних та госпдоговірних наукових досліджень, опубліковано понад 200 наукових статей і патентів на винаходи та понад 120 тез доповідей на міжнародних науково-практичних конференціях, серед яких більш ніж 30 у співавторстві зі студентами.
Кафедра фізики конденсованого стану підтримує наукові контакти з Інститутом металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, Інститутом матеріалознавства ім. Францевича НАН України, Київським, Запорізьким та Дніпропетровським національними університетами, а також з Інститутом матеріалів і хімічної промисловості Хайнанського університету (КНР).