Do podstawowych zagadnień wymiany ciepła i masy należą problemy kontroli i sterowania procesami nagrzewania stali, modelowanie matematyczne nagrzewania wsadu oraz wymiana ciepła w procesie ciągłego odlewania stali. W tym obszarze badawczym opracowano metodykę identyfikacji warunków brzegowych wymiany ciepła podczas powierzchniowego wrzenia przy chłodzeniu ciał zanurzonych w cieczy, wyznaczania przewodności cieplnej metali oraz algorytmy optymalizujące rozwiązanie modelu matematycznego rozpatrywanych zjawisk.
Do intensywnie rozwijanych należą również badania związane z problemami spalania paliw stałych, ciekłych i gazowych prowadzone w aspekcie “procesy spalania paliw jako źródło zanieczyszczenia środowiska”. W zakresie utylizacji odpadów stałych opracowano technologię spalania brykietów osadów z oczyszczalni ścieków i biomasy oraz określono warunki ekologiczne utylizacji pyłów i szlamów żelazistych w procesie wielkopiecowym i konwertorowym. W szerokim zakresie prowadzone są badania eksperymentalne i wdrożeniowe dotyczące spiekania pyłów lotnych z elektrofiltrów oraz odpadów powęglowych celem ich wykorzystania jako kruszywo budowlane.
Katedra dysponuje nowoczesną aparaturą analityczną do badań płomienia m.in. analizatorami przenośnymi do pomiaru stężenia gazowych składników toksycznych w płomieniu oraz analizatorem spalin z pomiarem CO2 na podczerwień, układem do grawimetrycznego automatycznego pomiaru emisji pyłów z gazów odlotowych jak również wysokiej klasy chromatografem gazowym. Do bezpośrednich badań płomienia wykorzystuje się wąskokątowy pirometr do określenia radiacyjnych właściwości płomienia, oraz kamerę termowizyjną o wysokiej rozdzielczości.