Наукова діяльність університету спрямована на вирішення актуальних наукових та економічних проблем країни, області, розроблення нових технологій, механізмів машин, вирішення питань регіонального енергозбереження, збереження навколишнього середовища, накопичення інтелектуального потенціалу, впровадження наукових розробок у навчальний процес. Основними завданнями організації наукової діяльності є:
— забезпечення розвитку науки і виробництва, впливу наукової діяльності на вирішення завдань освіти і виховання, збереження і зміцнення визначального характеру науки в розвитку суспільства, економіки, культури;

— спрямування фундаментальних та прикладних науково-дослідних робіт на вирішення актуальних науково — технічних проблем регіону, економіки України, приведення їх у відповідність до європейських стандартів наукового та науково — методичного забезпечення;

— співпраця з установами НАН України та галузевими академіями;

— розвиток міжнародного науково-технічного співробітництва;

— підготовка молодих науковців для наукових шкіл — магістрів, кандидатів і докторів наук;

— популяризація наукових досягнень університету шляхом участі у конференціях, виставках, конкурсах, публікаціях у наукових виданнях;

— посилення інноваційної діяльності для створення наукоємної науково-технічної продукції конкурентоспроможних зразків нової техніки і матеріалів;

— діяльність по захисту прав інтелектуальної власності як основи зміцнення і розвитку науки;

— розроблення та наповнення змісту стандартів вищої освіти з урахуванням досягнень світової науки і техніки.

В ЛНТУ проведені визначні фундаментальні дослідження:
«Механізми реалізації політики сталого розвитку», під керівництвом д.е.н., проф. Герасимчук З. В.; «Розробка методів розрахунку криволінійних траєкторій поширення тріщин стосовно проблеми гальмування руйнувань», під керівництвом д.т. н., проф. Шваб'юка В.І.; «Вплив дисипації енергії на фізичні властивості багатодолинних напівпровідникових та композиційних матеріалів», керівник д. д. н., проф. Федосов А. В.
Ефективні наукові розробки в галузі прикладних наук «Вдосконалення технології та обладнання для виготовлення фільтруючих матеріалів з промислових відходів» керівник д.т. н., проф. Рудь В. Д.; «Розробка технології та засобів для функціонування замкнутої агроекологічної системи» керівник д.т. н., професор Дідух В. Ф.; «Дослідження процесів і засобів післязбирального обробітку неоднорідних рослинних матеріалів» керівник — д.т. н., проф. Хайліс Г.А.; «Розробка технології одержання високоомних монокристалів дийодиду свинцю» керівник к.т. н., доц. Гасьмаєв В.К.; «Розробка методики навчання рельєфного креслення та комп'ютерної графіки для людей з вадами зору» керівник к.т. н., доц. Тулашвілі Ю.Й.; «Розробка оптимізаційного синтезу автоматизованих ліній пакування», під керівництвом д.т. н., проф. Пальчевського Б. О.

Плідна діяльність університету забезпечує високу якість підготовки висококваліфікованих фахівців, розвиток наукових шкіл: сільськогосподарського машинобудування (керівники — академік АІНУ, д.т. н., професор Хайліс Г. А., д.т. н., професор Дідух В. Ф.), механіки деформівного твердого тіла (керівники — д.т. н., професор Божидарнік В. В., д. д. н., професор Максимович В. М.), регіональної економіки (керівник — д.е.н., професор Герасимчук З. В.) та розвиток наукових напрямів: фізики напівпровідників (д. д. н. професор А. В. Федосов), охорони та раціонального природокористування (д.г.н. професор, Я. О. Мольчак), механіки структурно-неоднорідних середовищ, ресурсо- та енергозберігаючих технологій (д.т. н., професор Рудь В. Д.).
Велика увага в ЛНТУ приділяється підготовці кадрів. В університеті працює система підготовки науково-педагогічних кадрів вищої кваліфікації, яка складається з аспірантури, докторантури, вчених рад навчально-науково-виробничих інститутів (ННВІ) та вченої ради університету.

В університеті діють три спеціалізовані вчені ради: — спеціалізована вчена рада Д 32.075.01 з правом прийняття до розгляду та проведення захисту дисертацій на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук зі спеціальності 01.02.04.— механіка деформівного твердого тіла (голова ради д.т. н., професор В. В. Божидарнік); — спеціалізована вчена рада К 32.075.02 з захисту кандидатських дисертацій за спеціальностями −05.02.01 — матеріалознавство, (голова ради д. д. н. професор А. В. Федосов) — 01.02.04.— механіка деформівного твердого тіла (голова ради д.т. н., професор В. В. Божидарнік); — спеціалізована вчена рада К 32.074.03 з правом прийняття до розгляду та проведення захисту дисертацій на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук зі спеціальності 08.00.05 — розвиток продуктивних сил і регіональна економіка (голова ради д.е.н., професор З. В. Герасимчук).

В ЛНТУ видаються збірники наукових статей, що внесені до реєстру ВАК України: «Сільськогосподарські машини», серія „Технічні науки" (відповідальний редактор — д.т. н., професор Г. А. Хайліс); міжвузівський збірник «Наукові нотатки» за напрямком „Інженерна механіка" (голова редакційної ради д.т. н., професор В. В. Божидарнік, відповідальний редактор — д.т. н., проф. В. Д. Рудь); збірник наукових праць «Економічні науки» за серіями: «Регіональна економіка», «Облік і фінанси», «Економіка та менеджмент» і «Економічна теорія та економічна історія» (відповідальний редактор — д.е.н., професор З. В. Герасимчук). У 2007 році започатковано випуск періодичного наукового збірника «Проблеми Полісся» відповідальний редактор — д.г.н., професор Я. О. Мольчак). У них друкуються матеріали досліджень науковців ЛНТУ та інших авторів з різних вузів та наукових установ України, СНД та близького і далекого зарубіжжя.

У ЛНТУ значна увага приділяється підготовці науково-педагогічних кадрів, які за час існування вузу захистили 25 докторських і майже 220 кандидатських дисертацій. Система підготовки науково-педагогічних кадрів вищої кваліфікації складається з аспірантури, докторантури та 3 спеціалізовані вчені ради з правом захисту дисертацій на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук (кандидата технічних наук) зі спеціальності механіка деформованого твердого тіла, з правом захисту кандидатських дисертацій за спеціальністю матеріалознавство, та з правом захисту дисертацій на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук зі спеціальності розвиток продуктивних сил і регіональної економіки.