Кафедра ориентирована на насущные проблемы электроники. В начале своего развития основным научным направлением была физика полупроводниковых приборов, основы полупроводниковой и вакуумной электроники. В дальнейшем сотрудники кафедры занялись проблемами из области волновой электроники, микроэлектроники, квантовой электроники. В последние годы в лабораториях кафедры в ИРЭ РАН и МФТИ ведутся исследования в области физических проблем микроэлектронных технологий, исследования квантовых эффектов Холла и Фарадея, изучение физических полей биообъектов.