Наукова діяльність співробітників НаУКМА розглядається як цілісна система дослідницьких робіт, спрямованих на вивчення актуальних проблем гуманітарного, соціального та природничого профілів. Загальна концепція наукових досліджень у НаУКМА - "Україна: людина, суспільство, природа", враховуючи розмаїття напрямів університетської науки, органічно охоплює такі конкретизовані напрями наукової діяльності на факультеті:
Вивчення впливу техногенних факторів довкілля на живі організми у природних екосистемах та людину.
Дослідження внутрішньоклітинних сигналів рослинних та тваринних систем.
Радіоекологічні проблеми Чорнобильської катастрофи.
Фізика біологічних систем.
Формування, вивчення структури та властивостей синтетичних мембран на основі функціональних полімерів.
Вивчення процесів мембранного переносу та розділення водних систем із використанням синтетичних мембран.
Розроблення інтегрованих мембранно-сорбційних технологій розділення, очищення та концентрування складних водних систем.
Палеоекологічні аспекти реконструкції рослинного покриву та клімату України в голоцені.
Вивчення молекулярних механізмів внутрішньоклітинної трансдукції сигналів, індукованих змінами факторів довкілля.