К основным научно-практическим направлениям в работе кафедры относятся:

• технический эксперт концессионного соглашения на финансирование, строительство и эксплуатацию инфраструктуры железнодорожного транспорта общего пользования Обская — Салехард — Надым (Северный широтный ход);
• разработка и последующая актуализация специальных технических условий «Проектирование, строительство и эксплуатация высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва-Санкт-Петербург со скоростями движения до 400 км/ч» (ВСЖМ-1);
• научно-техническое сопровождение при подготовке проектной документации для строительства высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва-Санкт-Петербург (ВСЖМ-1);
• участие в реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030» — стратегический проект «Новые технологии и материалы в строительстве»;
• обследование, разработка технических паспортов, изыскания и проектирование реконструкции объектов наземной космической инфраструктуры (железная дорога) космических центров «Южный» и «Восточный»;
• компьютерные технологии в проектировании железных дорог;
• совершенствование технологии и методов проектирования железнодорожных путей необщего пользования;
• исследования физико-механических свойств материалов и грунтов;
• история железнодорожного транспорта и научных школ ПГУПС. Книги об истории транспорта, написанные учеными кафедры и в соавторстве.

В настоящее время при кафедре работают две научно-исследовательские лаборатории, а также кафедра входит в число учредителей межкафедрального научного объединения факультета «Транспортное строительство» по проблемам строительства и эксплуатации рельсовых путей магистрального и промышленного транспорта.