Основний науковий напрямок відділу - дослідження взаємодій акустичних хвиль різних частот і амплітуд з дефектами структури і кристалічною граткою при дії зовнішніх джерел енергії. Ці дослідження ведуться в рамках проблеми фізики міцності і пластичності і охоплюють широке коло завдань акустики твердого тіла. В області малих амплітуд деформації, на звукових та ультразвукових частотах, вивчається внутрішнє тертя, обумовлене взаємодією дислокацій з дефектами кристалічної будови, проводяться прецизійні вимірювання швидкості ультразвуку, що залежить від комплексних пружних та інших фізичних постійних твердих тіл.

Об'єктом досліджень при впливі потужними ультразвуковими коливаннями або генерованими ними ударними хвилями є динаміка дефектів, перебудова і подрібнення субзеренної і зеренної структур, а також зміна фазового складу, які призводять до поліпшення фізико-механічних властивостей металів і сплавів.

Одним з напрямків досліджень є вивчення процесів акустичної емісії, що виникає в твердому тілі при структурних перебудовах, в тому числі при фазових перетвореннях, а також при руйнуванні.