Научно-исследовательская и инновационная деятельность в Чувашском государственном университете имени И.Н. Ульянова в соответствии со Стратегией развития науки и инноваций в РФ на период до 2015 года направлена на получение новых знаний по основным научно-образовательным направлениям, развиваемым в университете, и использование их для подготовки квалифицированных специалистов и научно-педагогических кадров высшей квалификации, сохранение и развитие ведущих научно-педагогических коллективов, привлечение и закрепление молодежи в сфере образования и науки, создание конкурентоспособной научно-технической продукции и наукоемких технологий, коммерциализацию разработок.В университете проводятся исследования по 19 основным научным направлениям:

1.  Проблемы экономического развития региона и организации деятельности предприятия.

2.  Духовно-нравственное, интеллектуальное развитие личности.

3.  История мировых цивилизаций и судьбы России.

4.  Актуальные вопросы совершенствования политической и правовой системы России.

5.  Проблемы совершенствования и модернизации образования.

6.  Литература и языки народов Поволжья и Урала. Русский язык и литература в межнациональном общении.

7.  Современные философские и социально-политические проблемы науки и образования.

8.  Математические модели и их приложения, системный анализ, управление и обработка информации.

9.  Элементоорганические, органические и неорганические соединения, композиты и полимеры новых поколений.

10. Новые направления и подходы в исследовании и анализе физических явлений и процессов в различных средах.

11. Экология и рациональное природопользование.

12. Совершенствование процессов медицинской и социальной реабилитации населения.

13. Биомедицинские технологии жизнеобеспечения, диагностики и лечения человека.

14. Нанотехнологии и наноматериалы.

15. Материалы со специальными свойствами, в т.ч. биосовместимые.

16. Энергосбережение и энергосберегающие технологии. Оптимизация систем электро- и теплоснабжения.

17. Актуальные проблемы электротехники, электромеханики, электротехнологии, силовой электроники.

18. Исследование и реализация современных материало-, ресурсо- и энергосберегающих технологий в машиностроении и строительстве.

19. Информационно-телекоммуникационные системы.

Из них 4 направления (8, 9, 11, 19) соответствуют приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники Российской Федерации, 6 направлений (13, 14, 15, 16, 17, 18) –  перечню критических технологий Российской Федерации  и 6 направлений (1, 2, 5, 6, 7, 12) – перечню приоритетных направлений научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ Чувашской Республики.