В останні 20 років на кафедрі медичної і біологічної фізики проводяться актуальні наукові дослідження, які дозволили отримати нові цінні наукові результати у співпраці з вченими кафедр Національного медичного університету (зокрема, кафедр комунальної гігієни та екології людини, шкірних хвороб, фармакології, нормальної фізіології, офтамології та ін.), ряду інститутів НАН України (Інституту фізики, Інституту ядерної фізики, Інституту напівпровідників, Інституту фізичної хімії, Інституту хімії поверхні, Інституту фізіології, Інституту матеріалознавств Інституту кібернетики), Київського національного університет Національного педагогічного університету, Університету м. Галле і Фрайберг (Німеччина).

Наукова робота колективу кафедри медичної і біологічної фізики пов'язана з вивченням ряду сучасних проблем фізики, біофізики і педагогіки. Серед них статистична теорія просів Упорядкування у відкритих системах різної природи, фізика критичних і метастабільних станів, методи фізики фазових переходів в проблемі міжклітинної взаємодії (синаптичної передачі інформації), біофізичні аспекти взаємодії електромагнітного випромінювання зі біооб'єктами, біофізика м'язового скорочення і збудливості мембранних структур, квантовомеханічні резонансні методи вивчення біологічнихі об'єктів, проблеми дифузії токсичних речовин в навколишнє середовище, методи теорії ймовірності і математичної статистики в розв'язанні медико-біологічних проблем, сучасні педагогічні аспекти викладання фізики, біофізики, обчислювальної техніки і медичної інформатики, актуальні проблеми неперервної професійної освіти тощо.

Активна наукова робота співробітників кафедри медичної і біологічної фізики знайшла своє відображення в значній кількості монографій ("Флуктуаційні моделі процесів самоорганізації", "Нерівноважні процеси в фізиці та біології", "Синергетичні принципи освіти та науки" та інші), опублікованих наукових статей (серед них огляди та статті в провідних вітчизняних і зарубіжних фізичних журналах, таких як "Український фізичний журнал", "Журнал фізичних досліджень", "Condensed Matt Physics", "Биофизика", "Успехи физических наук", "Журнал экспериметальной и теоретической физики", "Теоретическая и математическая физика", "Журнал физической химии", "Оптика и спектроскопия", "Journal of Molecular Liquids" тощо), а також в багатьох виступах на міжнародних і національних конференціях і симпозіумах.

Немає сумніву в тому, що в XXI столітті досягнення сучасної медичної і біологічної фізики будуть мати зростаючий вплив на розвиток теоретичної і клінічної медицини, визначаючи тим самим рівень підготовки висококваліфікованих лікарів.

Спільні наукові дослідження, які проводяться на кафедрі медичної і біологічної фізики Національного медичного університету імені О.О. Богомольця та в організаціях НАН України:

1.  Дослідження проблеми лікування та ранньої діагностики онкологічних новоутворень.

Кафедра медичної та біологічної фізики Національного медичного університету імені О.О.Богомольця (ректор, член-кор. АМН України, проф. Москаленко В.Ф.; зав. кафедри, член-кор. АПНУ, проф. Чалий О.В.) проводить спільні дослідження проблеми лікування і діагностики новоутворень спільно з Інститутом експериментальної патології, онкології та радіології імені Р.Є. Кавецького НАН України (директор, акад. НАНУ, проф. Чехун В.Ф.), кафедрою молекулярної фізики КНУ імені Тараса Шевченко (зав. кафедри, акад. НАНУ, проф. Булавін Л.А.), Інститутом ядерних досліджень НАНУ (директор, акад. НАНУ, проф. Вишневський І.М.), кафедрою медичної інформатики Київської національної академії післядипломної освіти імені Шупіка (ректор, член-кор. АМН України, проф. Вороненко Ю.В.; зав. кафедри, проф. Мінцер О.П.). З цією метою використовується метод квазіупружного розсіяння повільних нейтронів на реакторі ІЯД НАНУ, що дозволяє по спектральній ширині піку нейтронного розсіяння вивчати вплив протипухлинних антибіотиків на динамічний стан молекул води в рідких суспензіях плазматичних мембран клітин злоякісної пухлини. Цей метод створює додаткове підґрунтя для прецизійної ранньої діагностики процесу проліферації клітин.

Крім того, в Інституті експериментальної патології, онкології та радіології імені Р.Є. Кавецького НАН України та на кафедрі медичної та біологічної фізики НМУ проводяться наукові дослідження щодо використання методу ядерного магнітного резонансу (ЯМР) з метою доцільності використання певних протипухлинних препаратів в лікуванні онкологічних новоутворень.

2. Дослідження фазових переходів і критичних явищ в нанорозмірних рідинних системах.

Фазові переходи і критичні явища в нанорозмірних системах мають багато незвичайних рис порівняно з подібними явищами у системах великих розмірів. На кафедрі медичної та біологічної фізики НМУ спільно з Інститутом хімії поверхні НАНУ імені О.О.Чуйка (директор, проф. Горбик П.П.; відділ проф. Гречка Л.Г.), кафедрами молекулярної і теоретичної фізики КНУ (зав. кафедрами акад. НАНУ, проф. Булавін Л.А. та проф. Єжов С.П.) та кафедрою медичної інформатики Київської національної академії післядипломної освіти імені Шупіка ведуться спільні наукові дослідження впливу просторового обмеження на перебіг критичних явищ у мезомасштабних (нано- і мікро) рідинах, що є перспективним для вивчення властивостей порових середовищ, біологічних мембран, синаптичних щілин тощо. Зокрема, проводиться моделювання особливостей міжклітинної взаємодії на підставі ідеї ізоморфізму процесу синаптичної передачі інформації в системі «медіатор-рецептор» та критичних явищ в мезомасштабних рідинних сумішах поблизу критичного стану змішування-розшарування.

3. Дослідження токсичних властивостей фрактальних структур з підвищеною концентрацією екзогенних хімічних сполук та радонуклідів.

Універсальні уявлення про фазові переходи та ідеї фрактальної геометрії природи були використані для розробки механізмів утворення так званого «токсичного туману» і дослідження токсичних властивостей фрактальних структур з великою посадковою поверхнею, які характеризуються підвищеною концентрацією екзогенних хімічних сполук та радіонуклідів в Національному медичному університеті імені О.О.Богомольця (акад. НАНУ та АМНУ, проф. Гончарук Є.Г., член-кор. АМНУ, проф. Яворовський О.П., член-кор. АПНУ, проф. Чалий О.В. зі співробітниками), в Науковому центрі радіогеохімії навколишнього середовища НАНУ (директор, акад. НАНУ, проф. Соботович Е.В.), в Інституті стратегічних досліджень (відділ доктора техн. наук Качинського А.Б.).

За матеріалами проведених досліджень науковцями НМУ, НАНУ, КНУ та інших науково-дослідних установ надруковані спільні монографії, статті та зроблені доповіді на міжнародних конференціях.