Кафедра физики твердого тела ведет научную работу и обучение студентов в области исследования структуры и свойств конденсированных сред. Объектами исследований являются не только "классические" твердые тела - кристаллы, но также аморфные металлы и сплавы, пленки, поверхности, многослойные структуры, различные нанообъекты (включая нанотрубки), кластеры, биологические объекты и др. Возможность исследования такого разнообразия объектов дает использование коротковолнового рентгеновского и мёссбауэровского излучений.
  Помимо традиционного рентгеноструктурного анализа и мёссбауэровской спектроскопии разработаны новые методы изучения конденсированных сред и нанообъектов. Многие методы базируются на использовании синхротронного излучения (динамическое рассеяние рентгеновских лучей, резонансная дифракция синхротронного излучения и рефлектометрия, рентгеновская и ядерно-резонансная магнитооптика) и развиваются совместно с ведущими мировыми центрами синхротронного излучения: ESRF (Франция), HASYLAB и DESY (Германия), LUND (Швеция), TSUKUBE (Япония), Diamond (Великобритания).
  Кафедра сотрудничает с ведущими научными институтами России и зарубежными университетами. Научные разработки ученых КФТТ используются не только в различных областях физики конденсированных сред, но также в биологии, медицине, физике космоса, экологии, нанотехнологии и т.д.
  В настоящее время часть научной деятельности на кафедре представлена численным экспериментом и гибким компьютерным моделированием, позволяющим исследовать особенности самых разнообразных актуальных систем, представляющих интерес в нанотехнологиях.
Например, в последние годы на кафедре ведется активная научно-исследовательская работа в области теоретического изучения свойств твердых тел и твердотельных наноструктур (кластеров, нанопроводов, наноконтактов, пленок, сплавов и пр.) на основе расчетов из первых принципов (ab intio метод) с использованием параллельного программирования (в среде MPI) в классе многопроцессорных задач. Главное достоинство теоретических методов исследования на основе первопринципных расчетов заключается в использовании фундаментальных подходов, выраженных в строгой математической формулировке аппарата квантовой механики без использования различных подгоночных параметров. Результаты таких исследований являются прочной основой для развития и разработки новых феноменологических концепций. Для реализации таких исследований привлекаются современные расчетные методы (компьютерные программы: WIEN97, WIEN2k, VASP, PWScf, ABINIT, SIESTA, CASTEP, и др.), разработанные в ведущих европейских теоретических лабораториях и используемые в ведущих высокопроизводительных вычислительных центрах МГУ и РАН.  
  Кафедра готовит специалистов-физиков и магистров по специализации "физика конденсированного состояния". Во время учебного процесса студенты осваивают основы рентгеновских измерений и широко используемые компьютерные программы расчетов.