Výzkum prováděný na ÚAT má velmi široký záběr, od základního výzkumu v oblasti nových způsobů získávání energie, vývoje nových typů katalyzátorů, studia lepšího využití surovin, přes spolupráci s průmyslem při zavádění bezodpadových technologií, při likvidaci starších ekologických zátěží až po počítačové simulace. Při všech našich činnostech je sledováno několik základních cílů, jejichž společným rysem je přispět k dosažení trvale udržitelného rozvoje. Vzhledem k mezioborovému charakteru většiny našich projektů, probíhá jejich řešení v úzké spolupráci se špičkovými domácími i zahraničními pracovišti. Dlouholetá spolupráce s průmyslovými partnery je zárukou aktuálnosti a důrazu na praktickou aplikovatelnost dosažených výsledků výzkumu. Vedle experimentální práce v laboratořích je nepostradatelné modelování a simulace procesů pomocí výpočetní techniky.
Tematicky je možné jednotlivé projekty zařadit do několika obecnějších oblastí. Podrobnější přehled řešených problematik lze získat u jednotlivých výzkumných skupin.