In der Forschung wird ein breites Spektrum abgedeckt, welches von Baumaterialien und bauphysikalischen Zusammenhängen über Baugeschichte und neue Herausforderungen für die Architektur im demographischen Wandel und im Wissenszeitalter bis hin zu Aspekten einer nachhaltigen Stadt- und Landschaftsentwicklung und der Gestaltung landschaftlicher Transformationsprozesse reicht. Auch die Fakultät Architektur ist an zahlreichen interdisziplinären Forschungsprojekten und -einrichtungen beteiligt, etwa am neu gegründeten Zentrum für Bauforschung, dem Kompetenzzentrum Farbe oder am Gesundheitsökonomischen Zentrum.

Forschung und Entwicklung haben einen großen Einfluss auf die Qualität und Sicherheit der Bauwerke. An den Instituten der Fakultät werden benutzerfreundliche Programme erstellt und ständig weiter entwickelt. Für die experimentelle Forschung stehen große und leistungsfähige Labore zur Verfügung. In diesen Laboren können sehr große Bauteile bis zum Versagen getestet, Flusslaufsimulationen durchgeführt oder mit hochauflösenden Spezialmikroskopen kleinste Details eines Baustoffes sichtbar gemacht werden.

Zentrale Themen in der Forschung der Fakultät Umweltwissenschaften sind die nachhaltige Entwicklung des menschlichen Lebensraumes und das Monitoring des Systems Erde in globalen, regionalen und lokalen Skalen. Themen wie Anpassung an den Klimawandel, regenerative Energiesysteme, Umwelt-Monitoring und Geoinformationstechnologien, Forstwirtschaft, Hydrologie, Limnophysik, Risiko- und Wasserressourcenmanagement, stehen im Fokus.

Durch die interdisziplinäre Lehre und ein Forschungsnetzwerk aus den Bereichen Verkehrswirtschaft, Verkehrsingenieurwesen, Verkehrsinfrastruktur und Transporttechnologie leisten die Verkehrswissenschaften einen entscheidenden Beitrag zur nachhaltigen Entwicklung aller Transport- und Verkehrsinfrastruktursysteme, um den wachsenden Mobilitätsansprüchen und - bedarfen in unserer Gesellschaft gerecht zu werden.

Die Forschung der Fakultät ist vielfältig und durch eine interdisziplinäre und stark methodisch ausgerichtete Herangehensweise geprägt. Die Fakultät pflegt vielfältige Kooperationen mit Kompetenzzentren und zentralen Einrichtungen der TU Dresden, wie dem Kompetenzzentrum für videobasierte Unterrichtsforschung in der Berufs- und Wirtschaftspädagogik, dem Centrum für Demografie und Diversität, dem Gesundheitsökonomischen Zentrum (GÖZ), dem Zentrum für Internationale Studien (ZIS), dem Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung (IÖR) und dem ifo Institut Dresden.