Le attività di ricerca del DICMA si inseriscono in maniera significativa in quattro dei sei grandi ambiti di ricerca e innovazione individuati dal Programma Nazionale per la Ricerca e precisamente:

1. sicurezza per i sistemi sociali;
2. digitale, industria e spazio;
3. clima, energia e mobilità sostenibile; 
4. prodotti alimentari, bioeconomia, risorse naturali, agricoltura, ambiente e salute; 

Le aree di intervento attive riguardano, tra l'altro, l'intensificazione di processo; lo sviluppo di processi e tecnologie per la chimica verde, per la trasformazione e l'accumulo dell'energia, per la valorizzazione degli scarti e il recupero di materie prime, per l'agroalimentare; lo sviluppo di metodologie e tecnologie (anche multiscala e lab-on-chip) per applicazioni biomediche o microbiologiche; la sicurezza dei sistemi naturali, industriali e delle infrastrutture; le metodologie di sviluppo e analisi di materiali con particolare interesse per l'aerospazio, l'industria manifatturiera, l'agroalimentare e la conservazione e restauro dei beni culturali. La peculiare eterogeneità delle tematiche di ricerca è evidenza sia della eterogeneità di composizione del Dipartimento, con quattro aree CUN (Area 03, 04, 08 e 09) rappresentate, sia della storica vocazione dell'ingegneria chimica alla contaminazione del sapere scientifico, delle metodologie e degli approcci alla ricerca, fortemente auspicata nel Programma Nazionale. 

La qualità della ricerca è perseguita attraverso un approccio all'investigazione scientifica, tradizionale per l'ingegneria chimica, la scienza dei materiali, la sicurezza e l’ambiente, in cui la comprensione dei principi primi alla base dei fenomeni chimico-fisici è finalizzata allo sviluppo delle tecnologie e metodologie della ricerca applicata o al trasferimento tecnologico. Le linee strategiche del DICMA, in continuità con le attività di ricerca fin qui sviluppate, sono di seguito elencate:

Green Chemistry, Green Energy ed Economia Circolare

• Tecnologie e metodologie innovative per la gestione sostenibile dei materiali e delle risorse naturali. Trattamento e riciclo degli effluenti, delle emissioni, dei residui e degli scarti industriali.
• Urban Mining e recupero di materie prime critiche (CRM) da prodotti giunti a fine vita
• Idrogeno, biocarburanti, e-fuels, tecnologie e materiali per la mobilità sostenibile e per il contrasto del cambiamento climatico. Analisi dei carichi ambientali ed energetici dei cicli produttivi. Intensificazione di processo e scale-up.
• Green Technologies, bioindustria, biomateriali, scienze e tecnologie agroalimentari avanzate

Metodologie e tecnologie per l’ingegneria di processo

• Modellizzazione, ottimizzazione e intensificazione di processi chimici, biotecnologici, farmaceutici e agro-alimentari.
• Metodologie avanzate per la simulazione dei fenomeni chimico-fisici e dei processi dalla macro-scala alla micro e nano-scala.

Rischio e sicurezza di impianti e infrastrutture

• Sicurezza degli impianti industriali e dei sistemi naturali e resilienza delle infrastrutture critiche
• Sicurezza e analisi di rischio avanzata per materiali e strutture.

Materiali avanzati

• Materiali e tecnologie per l'aerospazio e l'industria manifatturiera avanzata (Made in Italy)
• Tecnologie e materiali per la conservazione e il restauro del patrimonio culturale

Il DICMA persegue attività di rapporto con la società civile per la crescita culturale ed economica del Paese e nell'interesse della collettività da realizzarsi sia su spinta individuale sia attraverso i centri di ricerca che ad esso fanno capo. Promuove interventi di formazione e informazione sulle tematiche di interesse nell'ambito dell'ingegneria chimica, della scienza dei materiali, del rischio e sicurezza di impianti e infrastrutture volti al recupero o alla salvaguardia dell’ambiente.