Zasadniczy obszar działalności naukowej Katedry Projektowania i Eksploatacji Maszyn obejmuje zagadnienia związane z konstruowaniem i badaniem maszyn na etapach ich projektowania i eksploatacji. Uzupełniany jest on również badaniami podstawowymi głównie z obszaru szeroko rozumianej tribologii. Tematyka badawcza w szczególności dotyczy:
- trwałości i niezawodności elementów maszyn i urządzeń,
- optymalizacji parametrów konstrukcyjnych wybranych elementów i zespołów maszynowych,
- badania w różnych warunkach pracy uszczelnień promieniowych i czołowych, w tym uszczelnień z cieczą magnetyczną,
- badanie właściwości tribologicznych nowych materiałów,
- metod sterowania procesami tarciowymi,
- niezawodności i bezpieczeństwa sieci gazowych,
- wpływu powłok antykorozyjnych na wytrzymałość zmęczeniową,
- doskonalenia techniki smarowania i układów smarowania,
- aplikacji badań układów tribologicznych w inżynierii biomedycznej.
Stosownie do nazwy Katedry i wieloletniej tradycji, istotny udział w jego działalności mają działania związane z konstrukcją maszyn i urządzeń. Prace konstrukcyjne realizowane w Katedrze Projektowania i Eksploatacji Maszyn dotyczą projektowania i modernizacji:
- łożysk ślizgowych stosowanych w przetwórczych maszynach hutniczych,
- łożyskowań tocznych maszyn i urządzeń wytwarzanych jednostkowo,
- urządzeń transportowych stosowanych w górnictwie,
- koronek narzędzi wiertniczych,
- układów smarowania mgłą olejową,
- urządzeń do wykonywania otworów przyłączeniowych w gazociągach.