V oblasti výzkumné je experimentální práce metodicky rozdělena na histologii, in vitro metody a metody průtokové cytometrie. Jednotlivé technologické celky pak umožňují in vitro a in vivo sledování postradiačních mechanizmů na molekulární, buněčné i orgánové úrovni.

Hlavní náplní katedry je vojensky orientovaný výzkum, směřovaný na včasnou diagnostiku a léčbu postradiačních poškození. Nejdůležitějším výzkumným směrem katedry do roku 2010 bude hledání ve vojenské praxi použitelných biodozimetrických ukazatelů. Nedílnou součástí výzkumných aktivit katedry také zůstávají její spolupráce s ostatními pracovišti NBC výzkumu, ostatních složek medicínsky orientovaného výzkumu, jejichž poznatky lze uplatnit i v radiobiologii.