На кафедре проводятся комплексные биогеохимические исследования фундаментальных закономерностей переноса вещества и энергии в экосистемах при дестабилизирующем воздействии внешних возмущений (Научн. руководитель - проф. В.З. Латыпова). В рамках данной темы проводятся исследования в областях:
Основная цель НИР: проведение проблемно-ориентированных исследований, направленных на решение фундаментальных вопросов в области экологии и природопользовании, создание инновационных разработок и оказание услуг для реального сектора экономики, а также внедрение результатов научных исследований в образовательный процесс. За период с 1989 г. по 2009 г. кафедрой подготовлено 6 докторов и 37 кандидатов химических и биологических наук. Основными приоритетами кафедры остаются фундаментальность подготовки специалистов, соблюдение базовых фундаментальных ценностей при подготовке специалистов, востребованных на рынке труда, углубление интеграции в международное образовательное и научное пространство, интенсификация инновационной деятельности. Важным элементом обучения является создание и поддержание на должном уровне экспериментальной базы обучения - это учебно-научные лаборатории (общий химико-экологический практикум, лаборатория экологического контроля, лаборатория радиоэкологии и оптических методов исследования, лаборатория экологии микроорганизмов, лаборатория биотестирования), а также филиалы кафедры на базе профильных академических центров: ИОФХ КНЦ РАН (с 1998 г.) и ИПЭН АН РТ. Кафедра является методической базой системы непрерывного экологического образования в Казанском университете: создан и функционирует Малый экологический факультет (декан к.х.н., доц. Г.Р. Валеева); активно создаются электронные учебно-методические комплексы для послевузовского экологического образования (проф. В.З. Латыпова, доц. О.Г. Яковлева, проф. Н.Ю. Степанова, доц. Г.Р. Валеева). Научный авторитет сотрудников и преподавателей кафедры признан научной общественностью в стране и за рубежом (звание лауреатов премии РТ им. В.А. Попова за цикл работ "Экологическое нормирование химической нагрузки для защиты биологических систем"; звание лауреата Всероссийского конкурса "Рациональное природопользование и охрана окружающей среды" Министерства природных ресурсов России; звания Соросовского профессора, Почетного работника высшего профессионального образования РФ, Заслуженного работника Казанского университета; членство в Академии наук Республики Татарстан, Российской экологической академии, Международной педагогической академии; членство в редакционных коллегиях международного журнала "Waste Management", "Журнала экологии и промышленной безопасности", "Журнала теоретической и прикладной экологии" и т.д.). Наиболее талантливые из студентов и аспирантов кафедры стали дипломантами открытого конкурса Минобразования России на лучшую научную работу студентов по естественным, техническим и гуманитарным наукам, дипломантами и стипендиатами Неправительственного Фонда Вернадского, награждены премией Мэра г. Казани, Фонда "Создание поколения будущего", выигрывают гранты на обучение в ведущих зарубежных университетах.