Obejmuje zagadnienia projektowania oraz optymalizacji konstrukcji i badania maszyn, w tym analizę podatności ustrojów nośnych maszyn roboczych i ich wpływu na rozkład obciążenia wewnętrznego w łożyskach, opracowanie metod szacowania trwałości łożysk wieńcowych, analizę zagadnień kontaktowych, doskonalenie systemu komputerowego wspomagania projektowania łożysk wieńcowych. Od wielu lat prowadzone są prace związane z modelowaniem określonych cech warstwy wierzchniej podczas różnych sposobów obróbki powierzchniowej i kształtującej, konstrukcją i eksploatacją narzędzi skrawających, modelowaniem fizycznym i matematycznym wraz z badaniami charakterystyk i funkcjonalności drogą symulacji komputerowej elementów konstrukcji, układów napędowych i sterujących obrabiarek. Intensywne badania obejmują również zagadnienia tarcia, zużycia i smarowania w procesach technologicznych, optymalizacji procesów i narzędzi do obróbki plastycznej z wykorzystaniem metod numerycznych, badań tribologicznych i zmęczeniowych biomateriałów i endoprotez, a także badań jakości materiałów i wyrobów. Prace w zakresie przetwórstwa tworzyw sztucznych dotyczą badań właściwości fizycznych, przetwórczych i użytkowych tworzyw polimerowych, badań właściwości i struktury kompozytów i mieszanin polimerowych, optymalizacji procesów przetwórstwa tworzyw, komputeryzacji procesów przetwórstwa tworzyw, badania jakości przetwórstwa oraz badania struktury zarządzania i organizacji produkcji przedsiębiorstw stosujących technologie z zakresu inżynierii mechanicznej. Prace z zakresu spawalnictwa obejmują badania własności łuku spawalniczego i optymalizację parametrów sterowania łukiem, projektowanie, badanie i testowanie urządzeń spawalniczych, w tym synergicznych źródeł prądu, problematykę cieplną i metalurgiczną w procesach spajania w stanie stałym, ze szczególnym uwzględnieniem spajania zgniotowego, zjawiska cieplne przy zgrzewaniu tarciowym, optymalizację procesów natryskiwania cieplnego i regeneracji metodami spawalniczymi, kompleksowe badania niszczące i nieniszczące złączy spajanych wraz z opracowywaniem dokumentacji zgodnie z wymogami norm europejskich. Na Wydziale prowadzone są zaawansowane badania nad pomiarami, modelowaniem oraz optymalizacją procesów przepływowych i cieplnych w silnikach tłokowych zasilanych paliwami gazowymi i płynnymi oraz nad zagadnieniami konstrukcji, eksploatacji i optymalizacji silników gazowych.

Obejmuje weryfikację prawdziwości twierdzeń w logikach nieklasycznych, kryptografię, w tym modele i klucze szyfrujące i deszyfrujące, analizę możliwości wykorzystania narzędzi sztucznej inteligencji do modelowania procesów i struktur ekonomicznych i gospodarczych, a także efektywność systemów informatycznych wspomagających zarządzanie. Oddzielną grupę zagadnień stanowią prace nad inteligentnymi systemami obliczeniowymi, algorytmami rozpoznawania obrazów, projektowaniem sterowników rozmytych z użyciem sieci neuronowych i algorytmów genetycznych, sztucznymi sieciami neuronowymi, w tym nad szybkim ich uczeniem, ich realizacją mikroelektroniczną, zastosowaniem sieci w mikrosterownikach przemysłowych oraz w algorytmach kompresji obrazów, a także nad wykorzystaniem algorytmów z użyciem sieci neuronowych do optymalizacji pracy napędów z silnikami asynchronicznymi i synchronicznymi, zastosowaniem inteligentnych systemów obliczeniowych w zadaniach diagnostyki medycznej oraz prace nad egzotycznymi protokołami kryptograficznymi w zastosowaniach sieci komputerowych. Intensywnie prowadzone są również badania związane z sieciami komputerowymi, przetwarzaniem równoległym i rozproszonym oraz klastrami i technologiami gridowymi, a także z zaawansowanymi technikami biometrycznymi i multimedialnymi, modelowaniem i optymalizacją wielokryterialną procesów w ekonomice oraz zastosowania metod statystyki i teorii zbiorów rozmytych do rozwiązywania problemów komputerowego wspomagania podejmowania decyzji, a ponadto badania związane z analizą, projektowaniem i budową inżynierskich systemów obliczeniowych i symulacyjnych.

Obejmuje zagadnienia chaosu, probabilistyki, metod komputerowych, zastosowania matematyki w technice i ekonomii, geometrii różniczkowej oraz ogólnie pojętej analizy matematycznej.

Obejmuje zarówno mechanikę teoretyczną, jak i mechanikę materiałów, oraz termomechanikę i mechanikę płynów. Do najważniejszych kierunków badań można tutaj zaliczyć zagadnienia materiałów i konstrukcji, w szczególności wytrzymałości zmęczeniowej i rozwoju pęknięć zmęczeniowych w stalach pawalnych i złączach spawanych, zagadnienia termomechaniki procesów technologicznych metali, w szczególności związanych z krzepnięciem, obróbką cieplną, spawaniem i napawaniem, dynamikę układów mechanicznych, w tym stateczność i drgania układów sprężystych, stabilność prętów przestrzennie zakrzywionych, modelowanie i badanie dynamiki maszyn roboczych oraz modelowanie i badanie drgań złożonych dyskretno-ciągłych układów mechanicznych. Ponadto prowadzone są prace nad aerodynamiką maszyn przepływowych, eksperymentalną analizą przepływów turbulentnych, termoanemometrią i anemometrią laserową, numeryczną mechaniką płynów, diagnostyką maszyn energetycznych, aerodynamiką środowiska oraz modelowaniem i optymalizacją procesów cieplno-przepływowych. Duże znaczenie mają także prace nad mechanizmem i kinetyką spalania węgli w warstwie fluidalnej, w tym cyklicznym spalaniem węgli w paleniskach z cyrkulacyjną warstwą fluidalną, prace nad termiczną fragmentacją węgli, ewolucją struktury paliw w procesie spalania oraz mechanizmem erozji ziaren węgla w izotermicznej warstwie fluidalnej, a także prace nad przeróbką mechaniczną substancji kruchych, w tym klasyfikacją przepływową grawitacyjną oraz rozdrabnianiem swobodnym. Ostatnio bardzo intensywnie prowadzone są badania dotyczące inżynierii energii.