Научные исследования кафедры проводились на всём протяжении её существования. Первые шаги в направлении оценки гидрогеологических и инженерно-геологических исследований были сделаны еще в 1935-1938 гг. заведующим кафедрой М.О. Клером. Его исследования были посвящены региональным гидрогеологическим исследованиям на Урале, проблемам рудничной гидрогеологии, водоснабжения крупных промышленных предприятий и городов. В течение ряда лет он руководил работой по составлению кадастра подземных вод Урала.

Под руководством М.О. Клера его ученик Н.Д. Буданов начиная с 1931 года провел огромную работу по изучению инженерно-геологических и гидрогеологических условий города Екатеринбурга и области, изучил источники водоснабжения ряда промышленных городов Урала, заложил основы горнорудничной гидрогеологии на примере Березовского, Высокогорского, Полуночного месторождений. Многолетний опыт и знания обобщены Н.Д. Будановым в монографии «Гидрогеология Урала», 1964 г.

В 1937-1938 гг. профессором М.О. Клером при участии Н.Д. Буданова была подготовлена небольшая группа инженеров-гидрогеологов. В их числе: Михаил Васильевич Барабашкин – впоследствии начальник Уральской гидрогеологической станции, создавший впервые режимную службу на Урале; Алексей Николаевич Губарев, который после возвращения с фронтов Великой Отечественной войны провел большие исследования на Кушмурунском угольном месторождении, а впоследствии ставший министром геологии Казахстана; Нина Константиновна Лемеш и Клавдия Александровна Костина, многие годы, проработавшие в Уральской гидрогеологической экспедиции, и др.

В 1947 году после окончания СГИ по специальности «Геология и разведка нефтяных месторождений» в Уральскую гидрогеологическую экспедицию пришли Александра Степановна Веретенникова и Наталия Сергеевна Шабалина.

В 60-е годы на вечернем факультете СГИ были подготовлены двое специалистов-гидрогеологов – Борис Николаевич Герасименко и Эдуард Михайлович Сродных, посвятившие себя гидрогеологии Урала.

Вклад каждого из научных работников виден из обзора работы кафедры по отдельным направлениям. Так, например, Ф.А. Асинкритов занимался вопросами инженерной геологии и гидрогеологии, провел большое число изысканий на Урале и за его пределами, внес ряд предложений, в частности в отношении использования отвалов горнорудной промышленности для изготовления холодного асфальта. Н.А. Исаева – специалист по стратиграфии пермских отложений, принимала участие в их изучении, также занималась вопросами микропалеонтологии; Н.С. Шабалина – исследователь подземных вод Урала, длительное время занимающаяся вопросами их формирования и размещения, особенно в районах деятельности марганцеводобывающих предприятий; А.М. Черняев – гидрохимик с опытом работы по изучению формирования химического состава подземных вод в районах медных месторождений Южного Урала.

Основными научными направлениями работы кафедры с момента ее основания являются гидрогеохимия и палеогидрогеология Урала и смежных регионов, проблемы гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии месторождений полезных ископаемых. Вместе с тем кафедра уделяет большое внимание вопросам гидродинамики и геохимии техногенеза, гидрогеодинамики, поискам и разведке пресных подземных вод.

К числу наиболее важных работ, выполненных коллективом кафедры, относятся:

1. Гидрогеохимия рудогенеза и техногенеза, эколого-гидрогеохимическое картирование на основе выявления и анализа структур техногенных гидрогеохимических ассоциаций. 

Научный руководитель – Табаксблат Л.С.

2. Гидрогеомеханика скальных массивов рудных и нерудных месторождений Урала.

Научный руководитель – Тагильцев С.Н.

3. Моделирование гидрогеологических процессов. Интерпретация данных опытно-фильтрационных и опытно-миграционных работ и наблюдений методами математического моделирования. Прогнозирование качества подземных вод в районах интенсивного техногенного воздействия.

Научные руководители: Фельдман А.Л., Рыбникова Л.С.

4. Региональная гидрогеология. Оценка гидрогеологических условий месторождений полезных ископаемых. Научный руководитель – Шабалина Н.С.

5. Физико-механические свойства скальных горных пород рудных и нерудных месторождений Урала. Научный руководитель – Алексеев А.Ф.

6. Эколого-геологические условия полигонов твёрдых бытовых отходов Среднего Урала. Научный руководитель – Гуман О.М.

7. Гидрогеология, инженерная геология и геоэкология месторождений полезных ископаемых. Гидрогеологическое, инженерно-геологическое и геоэкологическое районирование рудных полей месторождений на разных стадиях геологоразведочных работ. Прогноз изменения инженерно-геологических, гидрогеологических условий при отработке месторождений полезных ископаемых. Изучение и анализ факторов, определяющих инженерно-геологические особенности месторождений полезных ископаемых. Научные руководители: Афанасиади Э.И., Новиков В.П., Дубейковский С.Г.

8. Мониторинг природных вод. Оценка уровней загрязнения природных вод в зоне действия горнодобывающего предприятия. Выбор экологически оптимальной схемы отвального хозяйства на действующих и проектируемых ГДП. Проектирование, проведение и анализ гидрогеологических работ для выбора рациональной схемы перспективной городской застройки. Научные руководители: Семячков А.И., Парфёнова Л.П.

9. Инженерно-геологическая, гидрогеологическая и геоэкологическая съёмка масштабов 1:50 000 городах Салехард, Надым, Ханты-Мансийск. Научные руководители: Грязнов О.Н., Абатурова И.В.

10. Природно-техногенные гидрогеологические структуры затопленных рудников Урала. Научный руководитель – Елохина С.Н.

Несмотря на разноплановость работ, все сотрудники кафедры прошли школу изучения и оценки инженерно-геологических, гидрогеологических и геоэкологических условий месторождений полезных ископаемых.

Кафедрой до 1985 года было выполнено 10 хоздоговорных тем, которые затрагивали вопросы элювиальных грунтов Урала и инженерно-геологических условий месторождений кварца (г. Хрустальная), железных руд (Глубоченское, Березовское, Гороблагодатское), хризотил-асбеста (Баженовское). Были выполнены работы по ревизионно-поисковым гидрогеохимическим участкам с целью региональной оценки качества и ресурсов подземных вод Урала.

В следующие годы объектами исследований кафедры являлись Высокогорское железорудное месторождение, Синарское месторождение строительного камня, Светлинское и Воронцовское золоторудные месторождения и многие другие.

Научным коллективом кафедры выполнены работы по Госконтрактам, Грантам и госбюджетным НИР:

– Государственный контракт № 16.740.11.0677 от 07 июня 2011 г. Программа (мероприятие): ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг., в рамках реализации мероприятия № 1.3.1 Проведение научных исследований молодыми учеными - кандидатами наук. Проект: Прогноз изменения инженерно-геологических условий городской инфраструктуры в криогенной зоне Западной Сибири. Сроки: 2011-2013 гг. 

– Государственный контракт № 02.740.11.0679 от 29 марта 2010 г. Изучение и оценка инженерно-геологических условий месторождений твердых полезных ископаемых Полярного Урала с целью прогнозирования состояния массивов горных пород при их разработке. Сроки: 29.03.2010-30.11.2011.

– Грант от 17 августа 2012 г. № 14.В37.21.0669. Предупреждение чрезвычайных ситуаций на международном биатлонном комплексе и прилегающих территориях г. Ханты-Мансийска, связанных с развитием опасных природных и природно-техногенных геологических процессов.

– Г-21 «Научно-методические основы изучения и оценки опасных геологических процессов транспортных коридоров железнодорожных трасс криолитозоны ЯНАО». Сроки: 2012-2013 гг.

– Грант № 14-18-00564. Обоснование методологии и разработка научно-технологических принципов комплексного решения эколого-экономических и социальных проблем при отработке природных и техногенных месторождений. Сроки: 2014-2016 гг.

В рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет–2030» сотрудники кафедры принимали участие в стратегическом проекте № 1 «Новые технологии поиска и добычи минерального сырья». Ими была разработана система комплексного мониторинга за изменением температуры горных пород при эксплуатации месторождений полезных ископаемых в Якутии. Срок: 2023 г.

Собранные в процессе проведения научных исследований материалы легли в основу кандидатских диссертаций: Н.С. Шабалиной (1960), С.Г. Дубейковского (1969), Н.С. Глазыриной (1970), Э.И. Афанасиади (1973), Л.Л. Татариновой (1978), Л.П. Грибановой (1979), С.Н. Тагильцева (1981), С.Н. Елохиной (1984), Т.К. Костеровой (1986), О.М. Гуман (1989), А.И. Семячкова (1989), И.В. Абатуровой (1994), Л.П. Парфеновой (1997), И.А. Долининой (2003), Т.Н. Кибановой (2003), И.Г. Петровой (2004), Ю.А. Макаровой (2004), А.Ф. Алексеевым (2005), В.А. Почечун (2005), С.В. Горбовой (2006), А.В. Захаровым (2008), О.А. Копенкиной (2008), А.Е. Лукьяновым (2008), Л.А. Стороженко (2008), М.Н. Томиным (2008), Л.Д. Футорянским (2008), А.С. Юркиным (2008), И.А. Емельяновой (2010), А.Ю. Осиповой (2010), Н.В. Рубан (2011), И.А. Савинцевым (2012), А.В. Ворожевым (2013), О.Н. Овечкиной (2013), В.С. Тагильцевым (2013), И.Г. Ковязиным (2022), С.А. Корчаком (2023), В.С. Козловым (2024).

Свои докторские диссертации защитили: Л.С. Табаксблат (1999), С.Н. Тагильцев (2001), А.И. Семячков (2003), С.Г. Дубейковский (2007), О.М. Гуман (2009), И.В. Абатурова (2012), С.Н. Елохина (2014), Л.С. Рыбникова (2019).

Изучению кор выветривания Урала посвятили свои работы Костерова Т.К., Овечкина О.Н., а оценкой кремнисто-глинистых пород Урала занимались Э.И. Афанасиади и Л.Л. Татаринова.

Гидрогеологические и геомеханические научные разработки выполняли Н.С. Шабалина, С.Н. Тагильцев, В.С. Тагильцев.

Значительная плеяда кандидатов наук Петрова И.Г., Стороженко Л.А., Емельянова И.А., Рубан Н.В., Савинцев И.А. стали специалистами в области проведения инженерно-геологических, гидрогеологических, геоэкологических съёмок различных масштабов.

Грунтоведческой направленности была посвящена кандидатская диссертация Томина М.Н.

С 1974 по 1984 гг. кафедрой проводилась серия региональных конференций и семинаров, посвященных гидрогеологии и инженерной геологии Урала:

1. Гидрогеологические и инженерно-геологические исследования при проектировании проходки глубоких шахтных стволов, 1974.

2. Гидрогеологические условия Свердловского экономического района, Инженерно-геологические условия Свердловского экономического района, 1975.

3. Методы поисков и разведки подземных вод в сложных гидрогеологических условиях, 1976.

4. Проблемы охраны подземных вод Урала, 1978.

5. Изучение инженерно-геологических условий месторождений Урала различных генетических типов, 1983.

6. Вопросы охраны природы при разработке месторождений Урала, 1984.

В мае 1984 года кафедра приняла участие в организации и проведении в г. Свердловске пятой Всесоюзной конференции «Проблемы инженерной геологии в связи с промышленно-гражданским строительством и разработкой месторождений полезных ископаемых».

В 1994 году заведующий кафедрой О.Н. Грязнов возобновляет проведение научно-практических конференций, в которых участвуют известные ученые в области инженерной геологии: профессор В.И. Осипов (РАН), В.Т. Трофимов (МГУ), Т.Г. Рященко (г. Иркутск), А.М. Черняев (ФГБУ РосНИИВХ) и другие.

В 2024 году кафедра участвовала во всероссийском совещании по подземным водам Востока России.

В процессе своей учебно-методической работы кафедра систематически совершенствует учебные программы по всем курсам, разрабатывает новые программы и инструкции, в том числе по курсовому и дипломному проектированию, по проведению учебных и производственных практик. Кафедрой разработан ряд учебно-методических пособий, выпущены монографии.

В 1995 г. на кафедре приказом ВАК России создан _ Совет по защите диссертаций на соискание учёной степени кандидата геолого-минералогических наук по трём специальностям: «Гидрогеология», «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение» и «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов».

А с 2010 года на кафедре приказом ВАК России был утверждён совет по защите кандидатских и докторских диссертаций по специальности 1.6.7 – «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение» по двум отраслям: геолого-минералогические и технические науки.