Направления научных исследований:
 - совершенствование системы эксплуатации и ремонта железнодорожной техники;

 - оперативный контроль железнодорожной техники (бортовые системы контроля и диагностирования);

 - периодический контроль (переносные системы контроля и диагностирования);

 - системы стационарного контроля;

 - метрологическое обеспечение измерений и контроля с помощью единой системы метрологической аттестации и сертификации;

 - теоретическое обоснование методов технического контроля и диагностирования железнодорожной техники;

 - разработка и составление методик и программ диагностирования технического состояния объектов;

 - совершенствование систем контроля технического состояния локомотивов в эксплуатации путем применения теоретических методов диагностики для поиска отказов и прогнозирования остаточного ресурса их оборудования;

 - информационное обеспечение технического контроля и диагностирования железнодорожной техники, создание специализированных баз данных и систем информационного мониторинга по внедренным оборудованию и технологиям;

 - перспективные технологии обслуживания, в том числе вспомогательные операции, механизация ремонтных работ.

          Результаты научной деятельности ОАО «НИИТКД» ежегодно публикуются в научно-теоретических, технико-экономических, производственно-технических и научно-популярных журналах, монографиях, итоговых сборниках конференций. Коллектив ОАО «НИИТКД» принимает участие в научных, конференциях, симпозиумах, выставках и других мероприятиях, проходящих в Омске, в Москве и С-Петербурге, в регионах РФ, в странах ближнего и дальнего зарубежья. Участие сотрудников ОАО «НИИТКД» в научных мероприятиях