Katedra jaderných reaktorů má rozsáhlé zkušenosti s řešením projektů v oblasti reaktorové a experimentální neutronové fyziky, palivového cyklu, termomechaniky a dynamiky reaktorů, bezpečnostních a řídicích systémů a aktivační analýzy, které jsou podporovány například Ministerstvem průmyslu a obchodu, Technologickou agenturou ČR nebo Grantovou agenturou ČR.
Oblast vědeckého zájmu katedry zahrnuje teoretickou a experimentální reaktorovou fyziku, termohydrauliku aktivní zóny a termomechaniku jaderného paliva, analýzy palivového cyklu nebo studium nových reaktorových systémů. Výzkumné práce jsou na reaktoru limitovány především jeho relativně nízkým výkonem, proto jsou zaměřeny především na přípravu a zdokonalování pedagogických úloh, srovnávání výpočtů různých reaktorových parametrů s experimentálními výsledky, studium dynamických vlastností násobících soustav, vývoj řídicích a detekčních systémů, kalibraci detektorů či neutronovou aktivační analýzu.
Ve spolupráci se Státním ústavem radiační ochrany bylo v letech 2013 až 2015 vyvinuto zařízení nové generace MONTE-1 pro pokročilé testování detekčního vybavení monitorujících a zasahujících osob v případě jaderných havárií a čidel včasného zajištění v poli záření, které odpovídá reálnému směsnému poli záření radionuklidů z částečně vyhořelého jaderného paliva. Zařízení má potenciál také pro využití v oblasti radiační ochrany a havarijní připravenosti.
Katedra v oblasti výzkumu spolupracuje i s ostatními českými technickými univerzitami (například Vysoké učení technické v Brně, Západočeská univerzita v Plzni, Vysoká škola chemicko-technologické v Praze nebo Vysoká škola báňská-Technická univerzita v Ostravě), státními organizacemi a výzkumnými institucemi (Centrum výzkumu Řež, a.s., Ústav jaderné fyziky AV ČR, Fyzikální ústav Akademie věd ČR, Ústav anorganické chemie Akademie věd ČR, Správa úložišť radioaktivních odpadů nebo Státní ústav radiační ochrany). Zároveň dochází ke spolupráci i s průmyslovými partnery (ČEZ, a.s., ŠKODA JS, a.s., ÚJV Řež, a. s.,DataPartner, s. r. o., VF, a.s. Černá Hora, CHEMCOMEX Praha, a.s., VÚK Panenské Břežany a.s., LYNAX, Praha, s.r.o, UJP Praha, a.s, Tema s.r.o. a ZAT, a.s.)