Научно-исследовательская работа кафедры с момента организации Якутского государственного университета связана с изучением популяционной экологии животных, экологии птиц, кормовой базы озер Центральной Якутии, фауны и экологии саранчовых вредителей сельскохозяйственных культур, чешуекрылых и пчел. Интенсивному развитию научно-исследовательских работ на кафедре оказали научно-консультативная помощь и поддержка известных ученых страны академика С.С. Шварца, докторов наук, профессоров И.П. Лаптева, Б.Г. Иоганзена, Н.П. Наумова, Г.Н. Симкина и многих других.

   В 1967 г. при поддержке академика С.С. Шварца кафедра включилась в выполнение темы «Оптимальная плотность и оптимальная структура популяций млекопитающих таежной Якутии» в рамках международной биологической программы «Оптимальная плотность и оптимальная структура животных”. Следующая тема – «Биологические основы освоения, реконструкции и охраны животных Якутии» разрабатывалась также в рамках международной биологической программы «Биологические основы освоения, реконструкции и охраны животных». Разработка этих научно-исследовательских тем проводилась под руководством Н.Г. Соломонова аспирантами В.Н. Винокуровым, И.И. Мордосовым, В.Т. Седалищевым, старшим преподавателем Г.А. Романовой. В проведении этих исследований широко привлекались студенты-зоологи - Н.П. Прокопьев (к.б.н.), Е.И. Макарова (заслуженный учитель РС(Я)), М.С. Новгородова (заслуженный учитель РС(Я)), и многие другие.

В эти годы сотрудники кафедры с привлечением студентов (И.К. Андреев, Г.Г. Боескоров, Л.И. Попова, А. Скобелев и др.) начали разрабатывать крупные научные темы: «Экология млекопитающих Западной Якутии» (И.И. Мордосов), «Популяционная экология длиннохвостого суслика Якутии» (В.Н. Винокуров), «Экология соболя в Якутии» (А.Н. Грязнухин), «Вредители капусты и других сельскохозяйственных культур Якутии» (Ю.Н. Бурда), «Фауна и экология птиц Западной Якутии» (Г.П. Ларионов) и др. В последующие годы кафедра включилась в разработку Межрегиональной научно-технической программы «Экологическая безопасность Якутии (Лено-Амгинское междуречье) - зона влияния АЯМа» - научный руководитель И.И. Мордосов. В разработку этой программы были привлечены все кафедры факультета. Для ведения стационарных исследований Хангаласский улус выделил территорию под стационар в бассейне верхнего течения р.Лютенга, где силами сотрудников факультета было построено здание стационара и заложены мониторинговые площадки и маршруты. С.Е. Григорьев, А.А. Кривошапкин и студенты-зоологи под научным руководством И.И. Мордосова участвовали в разработке Республиканской научно-технической программы «Биотехнологические и химико-технические основы рационального использования биологических и органических ресурсов» по разделу «Животные ресурсы и разработка технических основ их использования». Начиная с 1988 по 1993 гг. члены кафедры, аспиранты и студенты (С.Е. Григорьев, И.И. Мордосов, С.Н. Турахов, Н. Федоров и другие) активно участвовали в исследованиях по программе «Мониторинг и оптимизация северных экосистем». С 1983 г. териологи кафедры под руководством И.И. Мордосова начали изучение фауны и экологии млекопитающих тундровой зоны северо-востока Якутии. В выполнении этой темы широкое участие принимали и продолжают принимать студенты-зоологи: А.Д. Лебедева, С.Е. Попова, Я. Сыроватский, П.Н. Черемкин и многие другие.

Орнитологические исследования на кафедре проводились под руководством Г.П. Ларионова по теме «Экология птиц Западной Якутии». В разработке этой темы участвовали многие поколения студентов-орнитологов: З.З. Борисов, Н.И. Гермогенов, А.Г. и В.Г. Дегтяревы, А.Г. Ларионов, Б.И. Сидоров и другие. В рамках выполнения вышеназванных научно-исследовательских тем проведены исследования и составлены списки птиц и млекопитающих Западной Якутии, изучена популяционная экология многих видов птиц и млекопитающих, в том числе бурого медведя, мелких грызунов и зайцеобразных, воробьинообразных и гусеобразных птиц.

Кроме этих научно-исследовательских программ сотрудники кафедры выполняли хоздоговорные темы «Экология соболя в Якутии» (А.Н. Грязнухин), «Атлас сельского хозяйства ЯАССР» (руководитель М.П. Сергеева), где разработано и составлено охотничье-промысловое районирование Якутии (И.И. Мордосов и Г. Пономарева), “Научное обоснование заказника “Верхняя Амга” (И.И. Мордосов и студенты Л. Илларионова и А. Егорова), «Научное обоснование заказника «Хрома» (И.И. Мордосов), «Научное обоснование заказника «Бесь-Кюель» (И.И. Мордосов, С.Н. Турахов и А.Н. Николаев). Полевые исследования последнего заказника проводились при поддержке фонда ИСАР. Сотрудник кафедры И.И. Мордосов с 1975 по 1985 гг. принимал участие в авиаучетных работах дикого северного оленя тундровых популяций, лося и косули. Полученные результаты способствовали организации рационального использования запасов дикого оленя, в частности был введен запрет на весенний отстрел оленей с вертолета, разработка квоты промыслового изъятия из популяций диких копытных. Сотрудники кафедры впервые в мировой практике провели авиаучетные работы бурого медведя в пределах Якутии (В.Н. Винокуров, И.И. Мордосов, В.С. Иванов), по результатам которого уточнены границы ареала и численность этого вида. С приходом на кафедру к.б.н. А.А. Кривошапкина регулярно стали проводить авиаучетные работы лося и косули на хоздоговорных условиях с ДБР МОП РС(Я). Полученные результаты способствовали введению моратория промысла лося в Центральной Якутии, что дало возможность увеличению численности этих видов.

По результатам разработки научно-исследовательских программ и тем сотрудниками кафедры опубликовано большое количество монографий и статей в различных научных изданиях СССР, России и за рубежом.

Профессор Н.Г. Соломонов опубликовал ряд монографий – «Экология и промысел ондатры в Якутии» (в соавторстве с М.М. Давыдовым, 1967 г.), «Очерки популяционной экологии грызунов и зайца-беляка в Центральной Якутии» (1973), «Биология промысловых млекопитающих Якутии» (в соавторстве с Ю.В. Лабутиным, И.И. Мордосовым и М.В. Поповым, 1980), «Экология водяной полевки в Якутии» (1980), «Животный мир Якутии (птицы и млекопитающие)» (1975), «Акклиматизация яка в Якутии» (в соавторстве с И.С. Васильевым, Ю.А. Киселевым и др., 1980), «Фундаментальные и прикладные проблемы экологии и развитие научно-образовательного потенциала Якутии» (2001). Всего Н.Г. Соломонов опубликовал более 400 научных работ и газетных статей. Профессор И.И. Мордосов опубликовал монографии: «В помощь охотнику Якутии» (соавторы Г.К. Конечных, В.И. Белых и др., 1971), «Медведи: бурый медведь, белый медведь, гималайский медведь. Раздел Якутия» (коллективная монография, ответственные редакторы М.А. Вайсфельд, И.Е. Честин, 1993), «Млекопитающие таежной части Западной Якутии» (1997), «Рысь. Региональные особенности экологии, использования и охраны» (коллективная монография, ответственные редакторы Е.Н. Матюшкин и М.А. Вайсфельд, 2003). Всего И.И. Мордосов опубликовал более 200 научных работ. Доцент А.А. Кривошапкин опубликовал монографию «Снежный баран Верхоянья» (соавтор Ф.Г. Яковлев, 1999). Доцент Г.П. Ларионов в 1991 г. в соавторстве с В.Г. Дегтяревым и А.Г. Ларионовым выпустили монографию «Птицы Лено-Амгинского междуречья». За период работы в университете доцент Г.П. Ларионов опубликовал более 50 научных статей. В период после 1980 г. И.И. Мордосов (ответственный редактор) выпустил 6 межвузовских сборников научных работ: «Фауна и экология наземных позвоночных таежной Якутии» (1980), «Фауна и экология животных Якутии» (1984) и другие. В этих сборниках научных работ широкое участие принимали сотрудники Института биологии и других учебных и научных учреждений г.Якутска.

Во все годы деятельности кафедры ее сотрудники активно участвовали в работе многих Всесоюзных, Международных, региональных научных конференций, съездов и школ-семинаров. Так, в работе I Международного териологического конгресса (г.Москва, 1974) приняли участие В.Н. Винокуров, И.И. Мордосов, Г.А. Романова и Н.Г. Соломонов. Многие годы членом Центрального Совета Всесоюзного (Всероссийского) териологического общества (ВТО) избирался Н.Г.Соломонов. Позже он был избран Почетным членом ВТО и его правления. Во втором съезде териологов СССР И.И. Мордосов был избран в состав Центрального Совета териологического общества СССР. Одновременно с ведением научно-исследовательской работы сотрудники кафедры разрабатывали программы новых специальных курсов, опубликовали ряд учебных пособий для студентов биологического и других факультетов университета и учебных заведений г.Якутска. Еще в 1975 г. Н.Г. Соломонов подготовил учебное пособие «Животный мир Якутии», а в 1987 г. – «Беседы об охране природы Севера». В эти же годы И.И. Мордосов написал ряд учебных пособий «Практикум по зоологии позвоночных», ч. I (1992), «Промысловые животные Якутии» (1999), «Как написать и оформить курсовые и дипломные работы» (2002), «Учебно-полевая практика по зоологии позвоночных» (1990 и др.). За относительно короткий период работы на кафедре старший преподаватель Е.Л. Каймук опубликовала учебные пособия «Операция «Махаон» (соавтор Н.Н. Винокуров, 1990); «Методика сбора насекомых и составление энтомологических коллекций» (1990); «Охрана насекомых Якутии» (соавторы Н.Н. Винокуров и А.И. Аверенский, 2000); «Практическое изучение насекомых Якутии» (соавтор А.И. Аверенский, 2001).

На кафедре работает аспирантура по экологии и зоологии. В последние годы успешно и в срок защитили кандидатские диссертации С.Е. Григорьев, В.Е. Колодезников, Н.И. Мордосова, Л.В. Шелоховская. Подготовили диссертации к защите И.А. Погуляева, М.Ю. Чепрасов.

Заведующий кафедрой д.б.н., профессор И.И. Мордосов является с 2003 г. председателем диссертационного совета Д 212.306.03 Экология при СВФУ им. М.К. Аммосова и был основателем и заместителем главного редактора журнала «Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова». Под его непосредственным руководством журнал включен в Перечень ВАК и стал рецензируемым журналом.

В 2011 г. член-корр. РАН, проф. Н.Г. Соломонов был избран профессором-исследователем БГФ и открыл лабораторию нового направления – экологический туризм.

В научно-исследовательской работе кафедры активное участие принимали и принимают студенты специализирующие на нашей кафедре, члены зоологических кружков. Впервые зоологический кружок был организован П.Д. Ларионовым в 1958 г. В работе этих кружков принимали участие как руководители старшие преподаватели Р.И. Карелина и Н.Г. Соломонов. С 1963 г. работу кружка возглавил Н.Г. Соломонов. В период после 1970 г. на кафедре стали специализироваться большое количество студентов очного и заочного отделений и их стали широко привлекать к научно-исследовательской работе по териологии, орнитологии, экологической физиологии и энтомологии. Это способствовало качественному изменению работы научных кружков «Зоологический кружок» перерос в «Зоологический семинар» с 4-мя секциями: териологии, орнитологии, энтомологии и экологической физиологии, руководителями были Н.Г. Соломонов и И.И. Мордосов. Многие участники этого семинара прошли аспирантуру и докторантуру, более 60 выпускников защитили кандидатские и докторские диссертации (О.Н. Колосова, Я.Л. Вольтперт, В.Г. Дегтяров, В.М. Софронов, Е.Г. Шадрина). В настоящее время в разных научных учреждениях обучаются в аспирантуре (очной и заочной) 10 выпускников, в аспирантуре кафедры - 5.

Начиная с 2008-2009 гг. сотрудники кафедры выполняют научно-исследовательские работы по госзаказу Правительства РС (Я). С 2008 г. кафедра выигрывала 2 гранта Правительства РС (Я) на общую сумму  6 млн. рубл. Научный руководитель д.б.н., профессор И.И. Мордосов. Кроме того, Госзаказ РС(Я)  на 2009-10 гг. Прикладные научные исследования в рамках приоритетных научных направлений развития науки РС(Я): Современное состояние численности диких копытных Якутии. Разработка мероприятий по охране и рациональному использованию ресурсов. Руководитель д.б.н.., профессор Мордосов И.И. Госзаказ Правительства РС(Я) на 2011-2013 гг. Экология и рациональное природопользование в РС(Я): Мониторинг численности и разработка концепции использования популяций диких копытных Якутии. Руководитель д.б.н.., профессор Мордосов И.И.

Одним из приоритетных направлений НИР биолого-географического факультета СВФУ является «Изучение биоразнообразия и биологических  ресурсов растительного и животного мира», научным руководителем является д.б.н.., профессор Мордосов И.И. Последнее время коллективом кафедры проводились НИР: Млекопитающие Западной Якутии (Мордосов И.И.), Млекопитающие Северо-Востока Якутии (Мордосов И.И.),  Млекопитающие Южной Якутии (Мордосов И.И.), Фауна и экология насекомых горных и равнинных территорий Якутии (Попова Л.И., Давыдова Н.Г.), Радиационная безопасность Якутии (совместно с каф. основ ядерной физики ФТИ), Экология северных экосистем: структура, функционирование. Разработка основ организации сети экологического мониторинга в Якутии (Соломонов Н.Г), Сравнительное изучение консортивных связей охраняемых растений и насекомых в природе и культуре (Давыдова Н.Г.). Госзаказ РС(Я) на выполнение мониторинговых научно-исследовательских работ по исследованию влияния нефте-газопровода ВСТО на состояние популяций диких животных.

С 2011 г. кафедра получила новый статус и стала кафедрой Фундаментальной и прикладной зоологии и участвует в подготовке специалистов – преподавателей биологии и химии, географии и экологии. Кроме того имеет специализацию по подготовке ихтиологов, охотоведов и как продолжение открыла магистратуру по зоологии позвоночных.