Znanstveno raziskovalno delo katedre se osredotoča na proučevanje odzivov rastlin na dejavnike okolja in na agronomske tehnologije. Odzive proučujemo na ravni rastlin, rastlinskih združb in združb rastlinskih simbiontov, na ravni talnih procesov ter na nivoju ekosistemov. Pri tem se poslužujemo klasičnih botaničnih metod (botanični popisi, anatomsko-morfološke raziskave), biokemijskih ter molekularnih analiz, fizioloških meritev, mikrometeroloških meritev in metod daljinskega zaznavanja. Pri celostni obravnavi raziskovalni vsebin kombiniramo agronomska in biološka znanja. Več naših raziskav se širše veže na kroženje ogljika in vode v agroekosistemih, ki so podvrženi različnim načinom rabe in občutljivi na različne motnje. Ena od glavnih raziskovalnih tem ostaja stres. Sodelavci Katedre za aplikativno botaniko, ekologijo, fiziologijo rastlin in informatiko proučujemo tudi biokemijsko sestavo samoniklih in kmetijskih rastlin, zdravilne in aromatične rastline. Na področju biotehniške informatike izvajamo scientometrično/bibliometrične raziskave.
Na različnih ravneh študija na Biotehniški fakulteti izvajamo predmete s področij botanike, fiziologije in ekofiziologije rastlin, ekologije in biotehniške informatike.