БГТУ является не только одним из ведущих образовательных учреждений Республики Беларусь, но и крупнейшим научным и исследовательским центром, развивающим разнообразные научные направления.

Научная деятельность в университете осуществляется научно-исследовательской частью (НИЧ), которая состоит из научно-исследовательских лабораторий и испытательных центров; научно-исследовательских групп при кафедрах; отделов НИЧ, а также групп, создаваемых в соответствующих службах университета.

В университете функционируют Центр физико-химических методов исследования (директор Лугин В.Г.), НИЛ стабилизации пластмасс, резин и волокон двойного подчинения с  предприятиями концерна «Белнефтехим»; технологическая лаборатория двойного подчинения с Государственным предприятием «Институт нефти и химии» концерна  «Белнефтехим»; НИЛ лесохимии двойного подчинения совместно с ГНУ «Институт химии новых материалов» НАН Беларуси; НИЛ технологии, техники и экономики издательско-полиграфического комплекса двойного подчинения совместно с предприятиями Министерства информации Республики Беларусь; НИЛ  химической переработки растительного сырья. НИЛ огнезащиты, строительных конструкций и материалов; Испытательный центр экологического контроля и Испытательный центр деревообрабатывающего оборудования и инструмента соответствуют требованиям Системы аккредитации поверочных и испытательных лабораторий Республики Беларусь имеют соответствующие аттестаты аккредитации.

Научные разработки в БГТУ проводятся в рамках приоритетных направлений развития научных исследований Республики Беларусь. Университет активно участвует в выполнении научно-технических программ различных  уровней, Заказчиками которых являются Министерство лесного хозяйства, Министерство образования, Министерство промышленности, Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды, Министерство энергетики, Министерства архитектуры и строительства, Министерство по чрезвычайным ситуациям, Министерство сельского хозяйства и продовольствия, концерны «Белнефтехим», «Белбиофарм». В качестве головной организации-исполнителя на протяжении ряда лет университет выполнял Государственные научно-технические программы (ГНТП) в области лесного комплекса: «Древесные ресурсы», «Лес – экология и ресурсы», «Леса Беларуси и их рациональное использование», «Леса Беларуси». С мая 2006 года университет выполняет новую ГНТП «Управление лесами и рациональное лесопользование». В рамках хозяйственных договоров, направленных на решение прикладных проблем, университет сотрудничает с более 100 предприятиями и организациями республики.

Объем финансирования НИР по университету в 2010 году вырос по сравнению с 2005 годом в 2,7 раза и составил 9,4 млрд. рублей.

Спектр научных исследований ученых университета достаточно широк и разнообразен. Учеными университета  разработаны, апробированы  и внедрены современные методы организации и технология несплошных рубок главного пользования; система лесного картографирования; электронные почвенные карты для оптимизации породной структуры лесов; ресурсосберегающая технология малотоксичных древесностружечных плит с заданным комплексом свойств; технология термической обработки круглых сортиментов, досок и заготовок; технология получения волокнистого полуфабриката высокого выхода из неликвидной низкосортной древесины для производства бумаги и картона; технология производства бумаги документной с различной степенью защиты; импортозамещающая безотходная технология получения водорастворимых бесхлорных комплексных удобрений для тепличных хозяйств на базе отечественного сырья; технология производства гексафторсиликата магния и пропиточного состава «Сифтом» для пропитки бетонных и железобетонных мостовых конструкций, покрытий автомобильных дорог, взлётнопосадочных полос аэродромов; новые лакокрасочные материалы; технология получения морозостойких керамических фасадных изделий; система лесозаготовительных и транспортных машин; системы машин и технологии использования древесных отходов в энергетических целях; технологические процессы для нанесения функциональных и защитных гальванических покрытий; системы управления качеством и безопасностью пищевых продуктов; технология получения фитопрепарата на основе лигнанов, обладающих антиаллергенной и антиоксидантной активностью и др.

С участием ученых университета разработаны такие важные для определения перспективного развития республики документы, как «Лесной кодекс», «Стратегический план развития лесного хозяйства Беларуси», «Концепция устойчивого развития лесного хозяйства Республики Беларусь до 2015 года», «Концепция развития концерна «Белнефтехим» до 2015 года», «Концепция развития вузовской науки», Государственная программа «Многоцелевое использование лесов на период до 2015 года» и др.

Подготовка кадров высшей квалификации в университете проводится через аспирантуру, соискательство и докторантуру по 28 научным специальностям на 39 кафедрах. В университете функционируют пять советов по защите диссертаций, созданы 14 научно-педадогических школ в области сельскохозяйственных, физических, философских, химических, технических и биологических наук. Ежегодно сотрудниками университета защищается до 30 кандидатских и 2-3 докторских диссертаций.

Университет создал собственную полиграфическую базу и получил лицензию на издательскую и полиграфическую деятельность. За 2006-2010 гг. учеными университета издано 46 монографий, 757  учебников и учебных пособий, получено 350 патентов. Ежегодно издается научный журнал «Труды БГТУ» в 9-ти сериях, который с 2004 года включен в реестр изданий, рекомендованных БелВАК для публикаций материалов кандидатских и докторских диссертаций. Ученые университета ежегодно публикуют более 2000 научных статей и тезисов докладов. Ежегодно на базе университета проводится более 15 научно-технических конференций и семинаров различных уровней. Университет – постоянный участник выставок в областях разработки новых материалов, ресурсо- и энергосберегающих технологий, экологии и природопользования, приборо- и машиностроения и др. За период 2006-2010 гг. около 2700 экспонатов демонстрировались на 177 выставках.

Большая работа проводится по модернизации и расширению материально-технической базы, в первую очередь за счет внебюджетных средств. За последние три года  на приобретение оборудования израсходовано около 6,0 млрд. руб., в том числе за счет внебюджетных средств более 3,8 млрд. руб.  Приобретены, в частности, твердомер DIGI-TEST; плотномер XS105DU; тензометр Т2020 DC 10 SH; планетарная шаровая мельница РМ 100; станок шлифовальный широколенточный для обработки натуральной древесины и древесных плитных материалов; фанеровальный пресс H 40 E;  Бак Трак 4300 микробиологический экспресс-анализатор; фракционатор волокнистой  массы BAUER-MCNETT; газовый хроматографический комплекс «Хроматэк-кристалл 5000.2»; универсальный многоканальный измерительный комплекс SPIDPAK; форматно-круглопильный станок «ALTENDORF»; генетический анализатор; гидравлическая вайма STH/ORM, STROMAB; универсальная электромеханическая испытательная машина MTS Insight 100; лабораторный диссольвер DISPERMAT CA40-C1; комплект двухлучевого атомно-абсорбционного спектрофотомера GBC Avanta GM; шлифовально-полировальный станок LaboPol-5; термоаналитическая система TGA/DSC1/1600 HF; станок фрезерный четырехсторонний для продольной обработки древесины WEINIG UNIMAT 23EL; инфракрасная тепловизионная камера ThermalCam E300 и др. Приобретенное дорогостоящее и уникальное научное оборудование позволяет значительно расширить тематику научных исследований, выполнять научные исследования на высоком уровне, а также повысить уровень подготовки инженерных кадров и научных кадров высшей квалификации.

Студенты университета (ежегодно более 30% от общего количества студентов дневной формы обучения) активно участвуют в различных формах НИРС: смотрах-конкурсах, научно-технических конференциях, выставках, хоздоговорных и госбюджетных НИР, работают в студенческом научном коллективе «Озон» и студенческой НИЛ «Химия и технология силикатов», научных кружках на специальных кафедрах, в предметных кружках на общеобразовательных и общетехнических кафедрах, принимают участие в работе Дружины по охране природы и литературного клуба «Ветліца». За отличную успеваемость на протяжении периода обучения и по результатам участия в научно-исследовательской работе и общественной жизни университета лучшие студенты университета получают стипендии Президента Республики Беларусь, стипендии имени Ф.Скорины, а также персональные стипендии Совета университета. Высокая профессиональная квалификация научных кадров, наличие современной материально-технической базы, значимость достигнутых при выполнении НИР результатов позволяет университету успешно развивать научные исследования.