Основними науковими напрямками кафедри є проблеми дитячих інфекційних хвороб - кишкові інфекції, вроджені інфекції, так звана TORCH-група, ВІЛ-інфекція, опортуністичні інфекції у пацієнтів з імунодефіцитами, а також первинні (вроджені) імунодефіцити та імунопрофілактика інфекційних хвороб. У 2020-2021 рр. кафедра також активно включилася у вивчення коронавірусної інфекції COVID-19 та її профілактики. 

НДР кафедри за кошти держбюджету (фінансування МОЗ України):

2021-2022 рр. бюджетна НДР «Важкий перебіг COVID-19 у осіб молодого віку: фактори ризику і особливості імунної відповіді» за кошти держбюджету. Дослідження виконується у співпраці з міжнародним науковим консорціумом COVID HGE (www.covidhge.com).

2018-2020 «Удосконалення підходів до імунопрофілактики у дітей із первинними та вторинними імунодефіцитами»

2015-2017 «Розробка оптимальних схем вакцинації проти бактеріальних інфекцій у ВІЛ-інфікованих дітей, що отримують антиретровірусну терапію» 

Кафедра дитячих інфекційних хвороб та дитячої імунології першою в Україні почала активно розробляти напрямок діагностики і лікування вроджених дефектів імунної системи – первинних імунодефіцитів. За даним науковим напрямком захищено 3 докторські дисертації, опубліковано понад 100 наукових праць, в тому числі 30 статей в міжнародних фахових виданнях, що цитуються в Scopus (Clinical Genetics, Molecular Immunology, Journal of Experimental Medicine, Molecular Immunology, Journal of Allergy and Clinical Immunology, Journal of Medical Genetics, Blood, Journal of Allergy and Clinical Immunology, Journal of Сlinical Іmmunology). У 2016 році закінчена ініціативно-пошукова наукова робота «Клініко-імунологічна характеристика первинних імунодефіцитів у дітей, розробка критеріїв ранньої діагностики первинних імунодефіцитів”, в процесі виконання якої вивчена частота первинних (вроджених) імунодефіцитів в Україні, створено Реєстр первинних імунодефіцитів за нозологією; розроблені ранні критерії діагностики первинних імунодефіцитів антитілоутворення, комбінованих імунодефіцитів; описана нова нозологічна форма первинного імунодефіциту з генетичним підтвердженням; впроваджені сучасні методи лікування первинних імунодефіцитів у дітей; науково обґрунтовано і розроблено медичний супровід дітей з первинними імунодефіцитами. 

Кафедра бере активну участь у дослідженні тягаря вакцин-контрольованих інфекцій, в тому числі в співпраці з міжнародними організаціями, і впровадженню засобів імунопрофілактики проти них в Україні. За результатами наукових досліджень кафедри за підримки ВООЗ і МОЗ у 2006 році в Національний календар щеплень була запроваджена вакцинація дітей проти гемофільної інфекції. У 2014 році завершена робота по дослідженню серотипового репертуару та антибіотикорезистентності пневмококової інфекції у дітей. Обґрунтовано доцільність впровадження вакцинації проти пневмококової інфекції та рекомендації щодо вибору стартової емпіричної терапії позалікарняної пневмонії та менінгітів у дітей.

Одним із напрямків наукових розробок кафедри є дослідження етіології та особливостей клінічного перебігу кишкових інфекцій у дітей. З 2006 року кафедра представляє Україну в Глобальному нагляді ВООЗ за ротавірусною інфекцією (професор Чернишова Л.І. – національний координатор). Результати роботи доповідаються за семінарах ВООЗ, міжнародних конференціях з інфекційних хвороб (ESPID), за останні 3 роки опубліковано 2 статті, з них 1 – в міжнародному виданні (Vaccine, 2017).

У 2018-2020 рр. колективом кафедри опубліковано 3 видання навчального посібника «Імунопрофілактика інфекційних хвороб» (за ред. проф. Л.І. Чернишової, доцента Ф.І. Лапія, проф. А.П. Волохи).

У 2021 році опубліковано 3 видання національного підручника «Інфекційні хвороби у дітей» за ред. проф. Л.І. Чернишової.

На кафедрі заплановані та виконуються дисертаційні роботи на здобуття наукового ступеня доктора філософії (кандидата медичних наук):

• очного аспіранта Лісовської Ганни Миколаївни «Стан захищеності від вакцин-керованих інфекцій та шляхи його покращення у пацієнтів з первинними та вторинними імунодефіцитами» (науковий керівник – зав. кафедри професор Волоха А.П.)
• очного аспіранта Бегларяна Степана Арутюновича «Поетапний скринінг первинних імунодефіцитів у дітей з використанням інформаційних тест-систем» (науковий керівник – професор Чернишова Л.І.)
• заочного аспіранта Марунчин Тетяни Андріївни «Оптимізація тактики ведення пацієнтів з первинними та вторинними гіпогамаглобулінеміями» (науковий керівник – зав. кафедри професор Волоха А.П.)
• аспіранта Передрійчук Ольги Михайлівни «Вдосконалення імунопрофілактики проти пневмококової інфекції у дітей з первинними та вторинними імунодефіцитами» (науковий керівник – зав. кафедри професор Волоха А.П.)
• заочний аспірант Чумак Ольга Юріївна. «Особливості імунного статусу у новонароджених дітей з маркерами дисплазії сполучної тканини» (науковий керівник – зав. кафедри професор Волоха А.П.)
• заочний аспірант Пугач Алла Марьянівна «Оптимізація рутинної вакцинопрофілактики у дітей: прихильність, взаємозамінність та комбінація вакцин» (науковий керівник – професор Бондаренко А.В.) 

На кафедрі виконані і захищені 12 кандидатських дисертацій та 3 докторські дисертації.

Кандидатські дисертації:

1. Костюк О. П. «Особливості впливу мікробної колонізації шлунково- кишкового тракту на імунітет у ранньому неонатальному періоді», 1993 р.
2. Гайдай Н. В. «Клініко-імунологічне обгрунтування диференційованих методів реабілітації дітей з частими респіраторними інфекціями», 1999 р.
3. Самарін Д.В. «Умови розвитку затяжної діареї після перенесеної гострої кишкової інфекції та підходи до лікування у дітей першого півріччя життя», 2002 р.
4. Лапій Ф. І. «Вивчення впливу стану здоров'я та факторів місцевого захисту на формування специфічної імунної відповіді при вакцинації оральною поліомієлітною вакциною у дітей», 2006 р.
5. Бондаренко А. В. «Вікові особливості менінгітів у дітей (епідеміологія, етіологія, клініка, диференціальна діагностика)», 2006 р.
6. Юхименко О.О. «Особливості ротавірусної інфекції у дітей перших п'яти років життя та удосконалення підходів до її лікування», 2010 р.
7. Винник Н. П. «Особливості інфекції, викликаної Н. influenzaeтипу b, у дітей віком до 5 років та удосконалення антибактеріальної терапії», 2013 р.
8. Степановський Ю.С. «Клінічні та імунологічні критерії прогнозування перебігу ВІЛ-інфекції у дітей», 2014 р.
9. Якимович С. А. «Клінічна ефективність корекції місцевого імунітету у імунокомпетентних та імуноскомпрометованих дітей з повторними респіраторними інфекціями», 2014 р.
10. Гільфанова А.М. «Медико-соціальні аспекти назо-фарингеального носійства пневмококів у дітей до 5 років», 2016 р.
11. Раус І.В. «Удосконалення схем вакцинації ВІЛ-інфікованих дітей, що отримують антиретровірусну терапію», 2020 р.
12. Тесленко Марії Юріївни «Клінічні особливості кишкових інфекцій в залежності від збудника та обгрунтування методів їх профілактики» 2021

Докторські дисертації

1. Волоха А.П. «Особливості перебігу первинних дефіцитів антитілоутворення у дітей, визначення ранніх критеріїв діагностики та обгрунтування диференційованих підходів до лікування», 2009 р.
2. Самарін Д.В. «Клінічні особливості ВІЛ-інфекції, функціональний стан лімфоцитів та критерії початку АРТ-терапії у перинатально інфікованих дітей» 2009 р.
3. Бондаренко А.В. «Діагностика та медико-соціальний супровід первинних імунодефіцитів у дітей» 2016 р.

Кафедра щорічно організовує і проводить Всеукраїнську науково-практичну конференцію «Інфекції та імунітет” та науково-практичний симпозіум в рамках Центрально-Східно-Європейського  проекту “J-Project” (з 2004 по 2021 рік проведено 17 симпозiумів). 

Всі співробітники кафедри мають публікації у журналах, що внесені до наукометричних баз Scopus та Web of Science.

Головними науковими проблемами, які вирішує колектив кафедри, є проблеми дитячої алергології та пульмонології та автоімунні захворювання. На сьогодні кафедра закінчує виконання НДР по темі: «Особливості формування захворювань алергічного генезу у дітей різного віку та можливості їх профілактики та лікування».

За результатами НДР  опубліковано більше 200 друкованих праць в різних періодичних виданнях. Зроблено більше 100 доповідей на наукових форумах державного та міжнародного рівня.

На кафедрі виконуються 1 докторська та 5 кандидатських дисертацій.