На сьогодні пріоритетними напрямками у науковій діяльності кафедри є наукове обґрунтування методологічних підходів щодо встановлення препатологічних станів розвитку професійного вигорання у робітників соціально-значущих професій з урахуванням ризику розвитку вигорання, характеру праці, особливостей соціодемографічних та індивідуально-типологічних характеристик, стану психічного здоров’я, типів особистості та стійкості до стресу.

Даний напрямок реалізується з 2011 р. в рамках міжнародної співпраці з фахівцями з медицини праці країни ФРН (Німеччина), що сприяло укладенню договору щодо співробітництва між кафедрою медицини праці медичного факультету Магдебурзького Університету імені Отто фон Геріке (Німеччина) та кафедрами гігієни та екології № 2 й внутрішніх та професійних захворювань Харківського національного медичного університету. Наразі проводяться роботи з апробації методики раннього виявлення препатологічних станів з урахуванням психофізіологічного статусу організму робітників.

Співробітниками кафедри із січня 2021 р. розпочато виконання науково-дослідної роботи «Обґрунтування критеріїв препатологічних станів професійного вигорання у працівників сфери охорони здоров’я», керівник НДР Завгородній І.В., строки виконання 01.01.2021–31.12.2023 р., фінансування МОЗ за рахунок Держбюджету, № держреєстрації 0121U110914.

Науково-дослідною роботою передбачено поглиблене вивчення у працівників сфери охорони здоров’я особливостей психофізіологічного статусу організму (сенсомоторної реакції, особливостей уваги та когнітивної діяльності; варіативності сенсомоторної реактивності за умов виконання складних розумових навантажень з переробки зорово-слухової інформації; характеристик пам’яті, працездатності та стійкості до монотонної діяльності, із встановленням взаємозв’язків цих характеристик з індивідуально-типологічними особливостями особистості залежно від ступеня напруженості трудового процесу з подальшим обґрунтуванням критеріїв препатологічних станів розвитку професійного вигорання у працівників сфери охорони здоров’я.

У співпраці з Харківським національним університетом радіоелектроніки ведуться дослідження на базі штучного інтелекту, з розробки математичних підходів верифікації ранніх інформативних критеріїв діагностики розвитку професійного вигорання у медичних працівників задля формування групи препатологічного стану. Також спільно ведеться робота  з вивчення сполученої дії екологічних факторів, особливостей формування адаптаційних біологічних ефектів, механізмів їх прояву, що базується на основі метода нечіткої кластеризації (fuzzy-c-means), який передбачає визначення критеріално-значущих показників та встановлення частки внеску кожного з факторів у загальний біологічний ефект.

З 2019 р. в рамках договору з ГУ «Інститут медичної радіології і онкології ім. С.П. Григор’єва» НАМН України активно ведуться експериментальні дослідження з визначення особливостей ефектів радіопротекторів (S-гетерилмодифікованих тіолів) при гострому опроміненні в поєднанні із холодовим стресом.

З 2022 р. на базі ЗДО Департаменту освіти Харківської міської ради також ведеться науково-дослідна робота, якою передбачається розроблення гігієнічно-обґрунтованих заходів профілактики стану професійного вигоранні у вихователів закладів дошкільної освіти, на основі гігієнічної оцінки умов праці в ЗДО та результатів психофізіологічного дослідження. У 2023 р. розпочато ініціативну НДР «Розробка заходів профілактики професійного вигорання у вихователів закладів дошкільної освіти».

У 2023 р розпочато новий напрямок науково-дослідної діяльності, що передбачає поглиблене дослідження впливу цифрових симуляційних технологій на стан здоров’я здобувачів вищої медичної освіти на основі вивчення гігієнічних основ організації навчальних занять із використанням цифрових симуляторів, змін у психофізіологічному стані здобувачів освіти під час опанування практичних навичок на різних типах симуляторів із подальшим обґрунтуванням критеріїв виявлення пре-патологічних та патологічних станів.

Експериментальні дослідження за науковими тематиками проводяться в науковій лабораторії кафедри гігієни та екології, яка має сучасне лабораторне обладнання для проведення санітарно-гігієнічних, токсикологічних, біохімічних, гематологічних та психофізіологічних досліджень.

Результатами наукової діяльності кафедри є активна участь у закордонних наукових заходах, зокрема, у конгресі Німецького товариства медицини Wissenschaftliche Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Arbeitsmedizin und Umweltmedizin (DGAUM) Геттінген у 2012 р.; Брегенцу у 2013 р.; Дрезден у 2014 р.; Мюнхен у 2015, 2018 та 2022 р.; Франкфурт у 2019 р.; Єна 2021, 2023 рр.; Proceedings of the 2020 IEEE Third International Conference on Data Stream Mining & Processing (DSMP); MU-VARNA international partnerships forum digitalisation in education and health Варна у 2021 р.; Proceedings of the 11th IEEE International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications, IDAACS 2021; Information Technology and Implementation (IT&I-2021) 2022 р. Також наукові здобутки представляються на науково-практичних конференціях: «Актуальні питання гігієни праці та професійної патології» (м. Київ), «Медицина третього тисячоліття» (м. Харків), «Актуальні питання громадського здоров’я та екологічної безпеки України» (Марзєєвські читання) (м. Київ), «Холод в біології та медицині» (м. Харків), «Актуальні проблеми профілактичної медицини» (м. Львів), «Міжнародний медичний конгрес студентів і молодих вчених» (м. Тернопіль) та ін.

Науковими здобутками кафедри є публікації у виданнях, що індексуються в наукометричних базах Scopus та Web of Science, Google Scholar , Scimago Journal Ranking, фахових науково-практичних вітчизняних виданнях, участь у міжнародних наукових форумах.

Результати наукових досліджень кафедри оформлюються як об’єкти інтелектуальної власності (патенти на винахід, патенти на корисну модель, авторські свідоцтва на твір тощо). Поряд із цим результати НДР впроваджуються у практичну діяльність Харківського обласного лабораторного центру контролю та профілактики хвороб МОЗ України, КНП ХОР «Центр екстреної медичної допомоги та медицини катастроф» Департаменту охорони здоров’я Харківської обласної державної адміністрації, науково-дослідного інституту біології ХНУ імені В.Н. Каразіна, КНП «Міська клінічна лікарня швидкої та невідкладної медичної допомоги ім. проф. О.І. Мещанінова» ХМР, клініки Державної установи «Інститут медичної радіології та онкології ім. С. П. Григор’єва Національної академії медичних наук України», а також у навчально-методичну діяльність профільних кафедр Вінницького національного медичного університету ім. М.І. Пирогова, Національного медичного університету ім. О.О. Богомольця.

На кафедрі проводиться щорічна науково-навчальна конференція «Клінічна медицина навколишнього середовища. Виробниче середовище як здоров’яформуючий чинник» із залученням спеціалістів з питань праці зайнятості населення.