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.

В эпоху информатизации кафедра разработала обучающую программу по основам спин-волновой электроники, другим актуальным направлениям электроники.

 Научные направления кафедры:

Акустические и магнитные явления в твердом теле;
Биомедицинская радиоэлектроника;
Высокотемпературная сверхпроводимость;
Информационные и телекоммуникационные технологии;
Физика и техника углеродных нанотрубок;
Сверхпроводниковая техника обработки информации;
Физика систем с пониженной размерностью;