Научно-исследовательская работа кафедры ведётся по трём основным направлениям:

• фундаментальные проблемы системного анализа и теории управления (доцент Д. Н. Демьянов, старший преподаватель В. Г. Волков);
• системный анализ и проектирование алгоритмов функционирования бортовых информационно-управляющих систем современных транспортных средств (доцент В. С. Карабцев, старший преподаватель В. Г. Волков);
• информационное и алгоритмическое обеспечение процессов принятия решений в организационных и организационно-экономических системах (доцент М. Я. Товштейн, доцент И. Ю. Мышкина, доцент Л.З. Гумерова, старший преподаватель  Л. Ю. Грудцына).

За последние годы сотрудники кафедры выполняли работы по грантам Российского фонда фундаментальных исследований и по заказам предприятий реального сектора экономики. Наиболее важными из указанных проектов являются:

1. Аналитическое конструирование алгоритмов адаптивного управления многосвязными динамическими объектами на основе технологии вложения систем (грант).
2. Аналитическое конструирование гетерогенных адаптивных систем управления многосвязными динамическими объектами (грант).
3. Разработка и исследование методов и алгоритмов управления бортовых информационно-управляющих систем наземных высокомобильных объектов в условиях неполноты информации (грант).
4. Разработка алгоритмов оценивания состояния для целей управления режимами движения мобильных объектов (грант).
5. Разработка и исследование алгоритмов группового координированного управления автономными наземными транспортными комплексами в условиях ограничений на исполнительные подсистемы и малоизвестной окружающей среды (грант).
6. Разработка специализированного пакета для виртуального моделирования с использованием параллельных вычислений процессов контроля и оптимального управления режимами движения с целью повышения потребительских свойств автомобилей КАМАЗ (договор на выполнение НИОКР).
7. Разработка библиотеки расчетных моделей специальных управляемых режимов движения автомобиля КАМАЗ-5490 для целей оптимизации режимов движения и подготовки данных/граничных условий при моделировании многомассовых систем в программном комплексе моделирования кинематики и динамики систем тел (договор на выполнение НИОКР).
8. Виртуальная и сенсорная инфраструктура системы автономных логистических и карьерных перевозок (договор на выполнение НИОКР).
9. Разработка многорежимного адаптивного круиз-контроля для оптимального управления скоростью движения грузового автомобиля (договор на выполнение НИОКР).
10. Формирование полного набора технических требований для автомобилей поколения К5, для целей верификации разработанной конструкторской документации на соответствие этим требованиям на этапе предварительных испытаний в соответствии с Техническим заданием по приложению (договор на выполнение НИОКР).
11. Разработка методологии экспертизы и управления состоянием ДВС (P6) с целью обеспечения работоспособности путем совершенствования программно-технических средств (договор на выполнение НИОКР).

По результатам проводимых научных исследований сотрудниками кафедры ежегодно публикуются статьи в ведущих рецензируемых научных изданиях, входящих в список ВАК РФ, базы Scopus и Web of Science.

Сотрудники кафедры активно сотрудничают с научно-техническим центром ПАО «КАМАЗ» при проведении исследований в области компьютерного моделирования систем и агрегатов автомобильной техники, разработки алгоритмов для систем управления, применяемых в новых моделях автомобильной техники семейства «КАМАЗ», в том числе с функцией автономного движения.