Наукова робота кафедри є невід'ємною частиною її діяльності. Співробітники кафедри, завдяки своїм науковим дослідженням, є визнаними науковими фахівцями в своїх областях не лише на території України, але і за її межами.
Основними напрямками наукових пошуків кафедри є НДР. Протягом останніх років виконуються НДР: «Вивчення клініко-патогенетичних механізмів розвитку недиференційованої дисплазії сполучної тканини у ремоделювання еластично-тканинних структур організму людини» (реєстраційний номер № 0112u001027) та «Ремоделювання еластично-тканинних структур при ранній діагностиці уражень серця при недиференційованій дисплазії сполучної тканини у молодих осіб з дисметаболічними зрушеннями» (реєстраційний номер № 0116u002834). Встановлено розповсюдженість основних чинників ризику найбільш поширених хронічних неінфекційних захворювань. За результатами аналізу загально-клінічних даних, особливостей метаболічного синдрому та супутньої патології встановлено, що у молодих хворих (17-44 роки) з цукровим діабетом 1 та 2 типу та ознаками НДСТ спостерігається підвищений ризик розвитку характерних ускладнень, зростає частота діабетичної нефропатії, ретинопатії та нейропатії, та частота АГ.
Встановлено, що розвиток АГ у хворих на метаболічний синдром у сполученні з НДСТ відбувається раніше, та майже не залежить від тривалості діабету, більш виразна АГ спостерігається у хворих при наявності вісцеральних та скелетних ознак НДСТ, що є свідченням ролі НДСТ у патогенезі АГ у хворих на метаболічний синдром. Встановлено, що суттєву роль у виникненні АГ у хворих на метаболічний синдром грає основний фактор росту фібробластів FGF2, особливо при наявності фенотипічних ознак НДСТ.
З 2019 року на кафедрі виконується НДР «Дослідження когнітивних механізмів вибіркової уваги на різних етапах навчання з застосуванням модельного об’єкту» (реєстраційний номер № 0119U103673). Вивчаються механізми селективної уваги впродовж навчання розпізнавання складних візуальних стимулів, які складаються з декількох розмірностей, та більш чи менш схожі на нагороджуваний стимул. Застосовуються Рескорла-Вагнер та Пірса моделі передбачення динаміки навчання за допомогою симуляційних комп’ютерних програм. Вивчаються когнітивні механізми розпізнавання складних зорових стимулів для отримання найбільш продуктивного результату у навчальному процесі для покращення сприйняття демонстраційного матеріалу.
Колектив кафедри приймає участь в міжнародній науково-просвітній програмі «Saving the health of young people – saving the nation» сумісно з School of Public Health, Department of Medicine SUNY Medical Center (Brooklyn, NY).Разом з SwedishInstitute (SI, Stockholm) проводиться програма по розробці технології поліпшення питних властивостей води в умовах сапрофітного забруднення з метою профілактики алерго-аутоімунних патологічних станів комунального середовища. Розробка технології покращення питних властивостей води в умовах сапрофітного забруднення з метою профілактики алерго-аутоімунних патологічних станів виробничого середовища проводиться сумісно з «Полтавським гірсько-збагачувальним комбінатом» (ПФТС: PGOK, Україна, Полтавська обл., м. Горішні Плавні).
З моменту реорганізації кафедри співробітники кафедри захистили 6 кандидатських та докторську дисертації. Під керівництвом професора Ніколенка Є. Я. у 2018 році була успішно захищена дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук асистентом кафедри Пилипенко Н. О. на тему «Імунологічні та антиоксидантні зміни у осіб, які працюють в умовах дії пилу, що містить кварц» (03.00.13 – фізіологія людини і тварин), у 2019 році – дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук асистентом кафедри Шерстюк Л. Л. на тему «Патогенетичне значення недиференційованої дисплазії сполучної тканини у розвитку артеріальної гіпертензії та нефропатії у хворих на цукровий діабет 2 типу» (14.01.02 – внутрішні хвороби).
За останні роки результати власних досліджень співробітників кафедри відображено в опублікованих 12 статтях в журналах, які мають імпакт-фактор і входять в зарубіжні наукометричні бази, 180 статтях у вітчизняних спеціалізованих часописах, які включено до Переліку наукових фахових видань України та 43 статтях в інших, у тому числі міжнародних, виданнях.
Інноваційні підходи в наукових дослідженнях підтверджені 28 патентами і авторськими свідоцтвами. Кафедрою організовано і проведено 34 науково-практичних конференцій, у тому числі 5 – міжнародних. З доповідями щодо результатів власних наукових досліджень співробітники кафедри взяли участь в 62 конференціях, з’їздах, симпозіумах, форумах, у тому числі в 25 – міжнародних.
Наукові контакти кафедри встановлені з Харківською медичною академією післядипломної освіти (кафедра загальної практики-сімейної медицини і кафедра гігієни праці та профпатології), НЦ ПТХ та ХБ «Екогінтокс» імені академіка Л. І. Медведя МОЗ України, Національною медичною академією післядипломної освіти (м. Київ, кафедра загальної гігієни, профпатології), Інститутом терапії НАМН України імені Л. Т. Малої, ДУ «Інститут проблем ендокринної патології ім. В. Я. Данилевського НАМН України», КМП «Міська студентська лікарня» ХМР, КМП «Харківська міська поліклініка № 5» ХМР, КМП «Харківська міська поліклініка № 26» ХМР, поліклінічним відділенням № 1 ДКЛ, Харківським обласним лікарсько-фізкультурним диспансером, НТУ «ХПІ» (кафедра безпеки життєдіяльності та цивільного захисту), Національним університетом цивільного захисту України, з якими підписані договори про обмін досвідом, наукове співробітництво та проведення сумісних науково-дослідних робіт.
Невід’ємною частиною наукової роботи кафедри є організація роботи студентських наукових гуртків, які є структурними підрозділами Наукового співтовариства студентів, аспірантів, докторантів і молодих вчених медичного факультету, куратором якого э завідувач кафедри, д. м. н., професор Є. Я. Ніколенко. Студенти наукового гуртка кафедри спільно із співробітниками кафедри беруть активну участь в клінічних розборах і консиліумах, науково-практичних конференціях, з’їздах, форумах, симпозіумах і наукових дослідженнях.
За ініціативою студентів, що займаються науковою роботою в студентському науковому гуртку кафедри, організовано і проведено 19 науково-практичних конференцій, у тому числі 3 – міжнародних, де студентами висвітлювались результати власних наукових досліджень.