Протягом останніх 40 років основним напрямком науково-дослідної роботи на кафедрі є підвищення завадостійкості та ефективності систем зв’язку: це розробка ефективних методів кодування та модуляції, модемів і кодеків наземного, рухомого та супутникового зв’язку. Наукові дослідження проводились у співробітництві з науковими та виробничими колективами міст Києва, Севастополя, Москви за підтримки Адміністрації зв’язку України. За останні 15 років кафедра брала участь у таких науково-дослідних роботах: “Концепция развития  ОАО “Укртелеком” до  2005 года” (Укртелеком, м. Київ, 2001), “Дослідження шляхів і розроблення проекту створення системи і служби технічного захисту інформації в УДПЕЗ” (Укртелеком, м. Київ, 1999-2000), “Розробка концепції та комплексної програми створення системи дистанційного навчання фахівців галузі зв’язку” (м. Київ, 1997), “Створення учбово-дослідної лабораторії Захист інформації в телекомунікаційних системах” (УНДІЗ, УСНТП, м. Київ, 1997).

На даний час на кафедрі проводяться дві науково-дослідні роботи: “Розробка та аналіз методів оброблення сигналів, що забезпечують ефективне використання ресурсів каналів у сучасних системах радіодоступу ”, “ Дослідження методів передачі інформації в системах безпроводового доступу до телекомунікаційних мереж нового покоління ”. У виконанні науково-дослідних робіт приймають участь усі викладачі кафедри. До виконання робіт залучаються студенти 2–6 курсів, які за результатами роботи готують реферати, доповіді на конференціях. Студенти п’ятого та шостого курсів за тематикою наукових робіт виконують магістерські роботи, дипломні проекти.

Через безпосередню участь у виконанні наукових розробок кафедри виховуються нові кадри, необхідні для роботи в умовах науково-технічного прогресу. За роки існування кафедри захищено 49 кандидатських та три докторських дисертації. Результати науково-дослідних робіт широко використовуються у навчальному процесі. Кафедра бере участь у проведенні науково-технічних та науково-методичних конференцій.