Εκτός από την εκπαιδευτική διαδικασία, πολύ σημαντική δραστηριότητα του Τμήματος ΗΜ&ΜΥ αποτελεί η διεξαγόμενη σε αυτό έρευνα και ανάπτυξη. Η έρευνα εκτελείται κατά κανόνα στα Εργαστήρια του Τμήματος στο πλαίσιο ερευνητικών προγραμμάτων.
Αυτά χρηματοδοτούνται από τις τρέχουσες επιχορηγήσεις του Δημοσίου, όπως ο Τακτικός Προϋπολογισμός, οι Δημόσιες Επενδύσεις, η εισφορά του Ταμείου Σύνταξης Μηχανικών Εργοληπτών Δημοσίων Έργων.
Επίσης, χρηματοδοτείται από εξω-πανεπιστημιακούς φορείς που στηρίζουν οικονομικά με διάφορους τρόπους την έρευνα και ανάπτυξη, όπως η Γενική Γραμματεία Έρευνας και Τεχνολογίας, η Βιομηχανία, η Ευρωπαϊκή Ένωση και άλλοι.
Το Τμήμα ΗΜ&ΜΥ από την ίδρυσή του έχει αναπτύξει έντονη δραστηριότητα στην έρευνα, αποτέλεσμα της οποίας είναι ένας μεγάλος αριθμός δημοσιεύσεων σε διεθνή περιοδικά και πρακτικά συνεδρίων. Επίσης, η συνεργασία με άλλα Πανεπιστημιακά Ιδρύματα και Ερευνητικά κέντρα του εσωτερικού και του εξωτερικού, καθώς και με τη Βιομηχανία έχει ως αποτέλεσμα την ανάδειξη του Τμήματος σε κέντρο ερευνητικών δραστηριοτήτων με διεθνή αναγνώριση. Παράλληλα, έχει εκπονηθεί ένας μεγάλος αριθμός διδακτορικών διατριβών από νέους επιστήμονες.
Η οργανωμένη λειτουργία του Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών (Π.Μ.Σ.) ξεκίνησε από το ακαδημαϊκό έτος 1994-95 με αντικείμενο τη χορήγηση Διδακτορικού Διπλώματος (Δ.Δ.).
