Проектування бортових оптико-електронних систем космічного базування.
Ведуться роботи з розробки обзорно-візирних оптико-електронних систем (ОВОЕС) інфрачервоних та видимих діапазонів, відеоспектрометрів, метрологічної апаратури для атестації ОВОЕС.
Керівник напрямку - завідувач кафедри ООЕП, проф., д.т.н. Колобродов В.Г.

Дистанційне виявлення прихованих вибухових речовин та вогнепальної зброї в реальному режимі часу.
Ведуться роботи в рамках проекту НАТО "EXTRAS"
Співголова проекту - професор, д.т.н. Колобродов В.Г.

Oфтальмологічне приладобудування.
Ведуться роботи з оптометрії, аберометрії оптичної системи ока, кераторефрактометрії, в рамках яких розробляються рейтресінговий метод аберометрії оптичної системи ока, метод точкової топографії передньої поверхні рогівки ока, рейтресінговий офтальмологічний аберометр, фундус камери.
Створений рейтресінговий аберометр не має аналогів у світі.
Керівник напрямку - професор, д.т.н. Чиж І.Г.

Розробка оптико-електронних приладів для мінімально-інвазивної клінічної медицини.
В рамках цього напряму розроблені волоконно-оптичний спектрометр "Біоскоп", оптичні адаптери ендоскопів, багатоканальні волоконно-оптичні транспортуючі системи, системи флюоресцентної діагностики онкологічних захворювань внутрішніх органів людини.
Керівник напрямку - докторант, к.т.н. Денисов М.О.

Цифрова оптична мікроскопія.
В рамках цього напряму досліджуються шляхи підвищення просторової роздільної здатності, комп'ютерне моделювання зображеного та освітлювального каналів оптичного мікроскопу, розробка методик та алгоритмів підвищення якості цифрових зображень.
Дослідження проводить доцент, к.т.н. Боровицький В.М.

Методи та засоби автоматизованого проектування оптичних систем.
В рамках цього напряму досліджуються сучасні методи та розроблюється відповідне програмне забезпечення для синтезу, аналізу, локальної та глобальної оптимізації, визначення допусків на параметри складних центрованих і просторових оптичних систем, що можуть містити градієнтні середовища та поверхні різних типів (стандартні, асферичні, фазові, дифракційні, голограмні тощо).
Дослідження проводить доцент, к.т.н. Сокуренко В.М.

Cингулярнa оптикa.
Дослідження в галузі дифракційних методів діагностики фазових сингулярностей в оптичних пучках проводить доцент, к.ф.-м.н. Богатирьова Г.В.

Розробка контрольно-вимірювальної апаратури для визначення характеристик оптичних приладів і систем.
Дослідження проводить доцент, к.т.н. Кучеренко О.К..