Este Departamento desarrolla sus actividades de I+D a través del trabajo de diversos grupos de investigación que realizan proyectos financiados por fondos europeos, nacionales y autonómicos, así como mediante contratos con empresas. La práctica totalidad de su actividad investigador tiene una clara orientación hacia el desarrollo de materiales y de procesos más sostenibles. Las principales líneas de investigación tienen que ver con el desarrollo y caracterización de nuevos materiales de base polimérica, sintéticos y biobasados, , desarrollo y caracterización de catalizadores, las tecnologías del hidrógeno, los procesos de biorrefinería, la biotecnología ambiental, la contaminación atmosférica y la de aguas y suelos y la valorización de residuos y el reciclado.

Esta investigación resulta posible gracias a los laboratorios de I+D del Departamento en las tres Escuelas. En ellos se cuenta con equipamiento adecuado para el desarrollo de las diversas líneas de investigación en curso, contándose, además, con los servicios de apoyo a la investigación de la UPV/EHU (SGIKER) y con colaboraciones con multitud de grupos de otras universidades, españolas y extranjeras, centros científicos y tecnológicos, así como unidades de I+D de empresas industriales.