Ústav se zabývá teoretickým a experimentálním výzkumem v oboru mechaniky tuhé fáze (s převažujícím zaměřením na stavební konstrukce) a je orientován zejména na dynamiku konstrukcí (stochastickou dynamiku, aerodynamiku, aeroelasticitu), nelineární mechaniku, mechaniku materiálů (klasických i neklasických), mechaniku porušování, mikromechaniku, biomechaniku a mechaniku zemin, na analýzu vlastností konstrukcí, jejich elementů i jejich spolehlivosti.
Výzkum je zaměřen rovněž na rozvoj nových metod diagnostiky a hodnocení stavebních materiálů a konstrukcí a na problémy spojené se záchranou a zachováním historických budov a sídel.
Od r. 2000 byl ústav podporován EC jako Centrum Excelence prostřednictvím projektu ARCCHIP, zaměřeného na interdisciplinární výzkum problémů kulturního dědictví (Advanced Research Centre for the Cultural Heritage Interdisciplinary Project).
Základní výzkum v oblasti mechaniky kontinua je soustředěn na rozvoj lomové mechaniky, zejména v souvislostech s vývojem počítačové mechaniky, dále na vývoj speciálních programových nástrojů a teorii konečných deformací pro aplikace v oblasti porušování materiálů.
Základní výzkum v oboru stochastické mechaniky je zaměřen na oblast dynamiky soustav tuhých a deformovatelných těles, stability pohybu, aeroelasticty, přírodní a technologické seismicity, spolehlivosti a životnosti konstrukcí, dynamiky mostů a dopravních konstrukcí s vysokorychlostním zatížením.
Výzkum porušování deskových a skořepinových konstrukcí pod vlivem složitého provozního namáhání a účinků agresivního korozního prostředí studuje a modeluje vznik a rozvoj trhlin v oblasti svarových spojů tenkostěnných válcových skořepin a tenkostěnných deskových prvků, typických pro mostní konstrukce, s cílem zajistit jejich integritu v extrémních podmínkách exploatace, poskytnout metody zvyšování bariér proti degradaci těles a podporovat rozvoj diagnostiky poškození.
Významnou složkou výzkumu zrnitých a stmelených materiálů je mechanika zemin, kde je kladen důraz na studium strukturních jevů a na formulaci v rámci hypoplastické koncepce. Porozumění fenomenologickému chování zemin na strukturní bázi umožňuje dalekosáhlé generalizace (mechanika partikulárních látek).
Pro řešení problémů biomechaniky člověka se vytváří matematické modely na základě dat získaných z počítačové tomografie, magnetické rezonance a ultrazvuku. Aplikace algoritmů počítačové grafiky pro segmentaci jednotlivých tkání, nalezení povrchu daného orgánu a optimalizaci tvaru sítě pro použití v metodě konečných prvků.
Výstavba teoretických modelů mechaniky pevných těles je podmíněna znalostí mechanických vlastností zkoumaných materiálů, těles a konstrukcí. Potřebná data se získávají metodami experimentální mechaniky.
Pro aplikace při záchraně architektonického dědictví je rozvíjen širší interdisciplinární výzkum historických materiálů, konstrukcí a sídel. K tomu jsou rozvíjeny i příslušné metody diagnostiky, monitorování a analýzy poruch, zejména dřevěných a zděných konstrukcí, i metody jejich vyšetřování, dokumentace, konsolidace a konzervace.