Основними напрямками наукових досліджень кафедри є променева діагностика захворювань легень та плеври у дорослих і дітей (НДР) та променева діагностика захворювань системи опори та руху.

Проводяться дослідження, спрямовані на поліпшення рентгенодіагностики захворювань дихальної, серцево-судинної, сечостатевої, травної та кістково-суглобової систем у дітей та дорослих.

На кафедрі за роки існування виконано 2 докторських і 8 кандидатських дисертацій, виконуються 2 докторські і 2 кандидатські дисертації. Видано 7 монографій та більше 800 наукових робіт. Викладачами кафедри отримано більше 40 патентів на винахід та корисну модель, впроваджено 11 нововведень.

Кафедрою здійснюється підготовка докторів філософії та докторів медичних наук.

Співробітники кафедри щорічно виступають з доповідями на науково-практичних конференціях і конгресах. Наукові здобутки постійно впроваджуються в клінічну практику.

Результати роботи були впроваджені українськими клініками в м. Харкові, районах Харківської області та інших областях, таких як Дніпропетровська, Житомирська, Львівська, Полтавська, Рівненська, Сумська, Черкаська, Кіровоградська.

Проф. Вороньжев І.О. є членом редколегії журналів «Український радіологічний та онкологічний журнал» (Scopus), «Radiation Diagnostics, Radiation Therapy», «Проблеми безперервної медичної освіти та науки».

Доц. Бортний М.О. є членом редколегії журналів «Променева діагностика, променева терапія», «Радіологічний вісник».