В соответствии с Программой фундаментальных научных исследований в Российской Федерации на долгосрочный период (2021 - 2030 годы) сотрудниками факультета осуществляется научная деятельность, направленная на «получение новых знаний об основных закономерностях строения, функционирования и развития человека и природы».

Основные направления научной работы:

  • Методики обучения физике, математике, информатике, биологии, технологии;
  • Физико-химические методы исследования окружающей среды;
  • Методическая работа с одаренными детьми по химии;
  • Химия элементов;
  • Орнитология;
  • Адаптация биологических систем к факторам среды;
  • Комплексные лимнолого-экологические исследования.

Ежегодно профессорско-преподавательским составом кафедры публикуется более 10 статей, размещенных в базах Scopus и Web of Science, более 30 статей в журналах рецензируемых ВАК, 18 патентов на изобретения.  Ежегодно преподаватели участвуют более чем в 42 конференциях различного уровня. На кафедрах факультета реализуются государственные задания Министерства просвещения РФ и грантовые исследования

Научно-педагогическое сотрудничество факультета охватывает не только учреждения и организации города, области, но и выходят на уровень Региональных и Всероссийских: Главное управление образования и науки Челябинской области, школы г. Челябинска – 6, 10, 12, 15, 18, 44, 48, 56, 77, 82, 94, 96, 102, 112, 119, 120, 121, 126, 136, 138, 148, 152, 153 и другие; школы городов и районов Челябинской области: Верхний Уфалей, Миасс, Аша, Чебаркуль, Снежинск, Озерск и др.; детский экологический центр г. Челябинска; областной центр дополнительного образования детей Челябинской области, Дворец пионеров и школьников им. Н.К. Крупской; вузы г. Челябинска (ЮУрГУ (НИУ), ЧелГУ, ЮУГМУ, ЧГАА и др.); Челябинский областной центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей природной среды, Челябинский институт переподготовки и повышения квалификации работников образования, Муниципальное учреждение культуры «Зоопарк».

Факультет установил и расширяет связи с научными учреждениями и органами образования: с Российской Академией образования, Российской Академией естественных наук, МГУ, РУДН, МГПУ, РГПУ им. А.И.