V rámci výzkumu vyvíjíme postupy a technologie pro mikrobiální produkci průmyslově významných látek, jako jsou biomateriály a funkční obalové materiály, složky potravin a krmiv jako enzymy, vitaminy, pigmenty a další přírodní molekuly. Tvůrčí činnost pokrývá hlavní tematické okruhy vzdělávací oblasti chemie, potravinářství, biotechnologie a biochemického inženýrství. Překryv s vědeckou činností ostatních ústavů spočívá zejména ve společně řešených projektech s mezioborovou problematikou, které obohacují metodické přístupy, modifikují rozsah problematiky a umožňují inovační pohled na potravinářskou chemii a biotechnologii v širším měřítku. V rámci výzkumné skupiny byla řešena řada projektů GAČR, TAČR i MPO, přičemž většina z těchto projektů byla či je zaměřena na valorizaci potravinářských odpadů a biotechnologie. K nejvýznamnějším aplikovaným výsledkům, které jsou realizovány v průmyslové praxi, patří unikátní Biotechnologie Hydal, která byla vyvinuta na ÚCHPBT. Jde o jedinečnou technologii, která zpracovává použitý fritovací olej na biotechnologickou produkci bioplastů typu PHB využitelných mimo jiné na potravinářské obaly. Licence na patent PS3835CZ byla zakoupena společností Nafigate a.s. a biotechnologie je uváděna na mezinárodní trh pod obchodním názvem HYDAL. V současné době je biotechnologie Hydal ve světě jedinou dostupnou technologií pro sériovou výrobu, která může přeměnit odpad na bioplasty PHB. Technologie založená na principu cirkulární ekonomiky získala řadu mezinárodních ocenění včetně prestižní ceny „Frost and Sullivan Innovation technology Award“ (2015). Laboratoř spolupracuje i s řadou průmyslových subjektů a institucí v ČR (Nafigate, a.s. Algae Farm, s.r.o., Ústav přístrojové techniky AV ČR atd.). Do všech běžících projektů a mezinárodní spolupráce jsou zapojeni studenti ÚCHPBT formou závěrečných prací a odborných stáží.