Các lĩnh vực nghiên cứu chính của Bộ môn gồm có:
- Phát triển các hướng nghiên cứu liên quan đến dụng cụ công nghiệp (dụng cụ cắt, khuôn mẫu…) và gia công truyền thống như tăng cao tuổi thọ dụng cụ, lựa chọn tự động dụng cụ, các bài toán thiết kế dụng cụ công nghiệp, đá mài…, công nghệ và thiết bị gia công các chi tiết khó cho công nghiệp như bánh răng cong, gia công lỗ sâu.
- Công nghệ CAD/CAM/CAE: ứng dụng máy tính trong thiết kế và chế tạo các khuôn nhựa cao cấp, mô phỏng kiểm nghiệm biến dạng, dao động trong thiết kế chi tiết chính xác trong công nghiệp và dân dụng.
- Tối ưu hoá trong gia công hiện đại: tối ưu hóa quá trình gia công trên các thiết bị gia công phi truyền thống như EDM để nâng cao chất lượng sản phẩm.
- Công nghệ tạo mẫu nhanh (RP), kỹ thuật ngược (RE) : nguyên lý, ứng dụng và phát triển tối ưu quá trình.
- Các hệ thống cơ điện tử công nghiệp: Thiết kế và chế tạo các hệ thống cơ điện tử công nghiệp phức tạp như máy công cụ điểu khiển số CNC. Các sản phẩm đã có mặt trên thị trường: máy phay CNC 3 và 5 trục, máy xung tia lửa điện, hệ thống thiết bị đóng gói.
- Gia công tinh các vật liệu tiên tiến (ceramics, magnesium alloys, aluminum alloys)