В связи с тем, что в состав Департамента фундаментальной  и прикладной физики вошли преподаватели с разных кафедр бывшего физического факультета, то и направления научных исследований оказались сформированными соответствующим образом.
Так, довольно крупное научное направление связано с исследованиями теплофизических процессов, проводимыми в Институте теплофизики УрО РАН (директор – д.ф.-м.н., профессор В.Г. Байдаков, профессор ДФПФ по совместительству) и Отделе теплофизики и поверхностных явлений НИИ ФПМ ИЕНиМ.

Кроме того, преподавателями Департамента проводятся научные исследования по следующим направлениям.
Исследование магнитных свойств кристаллических и аморфных магнитомягких материалов ( проф. Скулкина Н.А.)
Нелинейная физика, Теоретическая астрофизика (доц. Урсулов А.В.)

Низкоразмерные спиновые системы. Высокопроизводительные вычисления (доц. Синицын В.Е.)