Основними напрямками роботи відділу є:

• вивчення метаболізму сполучної тканини;
• дослідження імунного статусу при патологічних процесах опорно-рухової системи (ОРС);
• розробка діагностичних алгоритмів при дистрофічних, запальних, травматичних, онкологічних та інших захворюваннях ОРС;
• дослідження системи зсідання крові при захворюваннях та пошкодженнях ОРС, в тому числі після бойової травми;
• дослідження ефективності фармакологічних препаратів при лікування ортопедичних захворювань, в тому числі повний цикл доклінічних і клінічних випробувань.

В арсеналі відділу – унікальні, розроблені в інституті та удосконалені біохімічні методики дослідження стану сполучної тканини, зокрема, показники метаболізму колагену (екскреція, фракційний склад та загальний вміст у сироватці крові гідроксипроліну), глікозаміногліканів (екскреція, фракційний склад та загальний вміст глікозаміногліканів, вміст хондроїтинсульфатів у сироватці крові), мінеральної складової кісткової тканини (вміст кальцію загального та іонізованого, вміст магнію, фосфору неорганічного, активності маркерних ферментів у сироватці крові, екскреція кальцію та фосфору неорганічного). Особливістю клінічної діяльності відділу є використання розроблених діагностичних схем вивчення метаболізму кісткової та хрящової тканин при різних ортопедичних захворюваннях (диференціальна діагностика артрозу та артриту, дисплазія сполучної тканини, тощо). Використання цих схем дає можливість покращити діагностику, провести диференціальну діагностику запальних і дистрофічних процесів, оцінити ступень активності патологічного процесу. Для обстеження хворих з коморбідною патологією проводяться дослідження соматичного статусу ортопедичних хворих з супутньою (коморбідною) серцево-судинною, ендокринною та іншою патологією (ліпідний профіль, активність маркерних ферментів, показники функціювання печінки та нирок). Вивчаються зміни концентрацій біохімічних, імунологічних, гематологічних маркерів, показників коагулограми. Проводяться бактеріологічні дослідження з виявленням збудників інфекційних (запальних) процесів та їх чутливості до антибіотиків. Вивчаються зміни концентрацій біохімічних, імунологічних, гематологічних маркерів, показників системи згортання та проти згортання. Досліджуються біологічні рідини, у тому числі й пунктати суглобів, ексудати й транссудати з використанням 201 метода. Відділ забезпечено сучасною апаратурою, в тому числі автоматичними та напівавтоматичними аналізаторами. Використовують загально-клінічні, гематологічні, біохімічні, імунологічні, імуноферментні методи дослідження.

Відділ виконує обов’язки координатора щодо організації та проведення раундів міжлабораторних порівнянь результатів інструментальних вимірювань в установах НАМНУ в м. Харкові. У листопаді 2015 р. відділ успішно пройшов атестацію у межах програми НАМНУ з міжлабораторних порівнянь результатів інструментальних вимірювань. У 2019 році отримав свідоцтво про відповідність системи вимірювань вимогам ДСТУ ISO 10012: 2005.

Відділ приймає участь у Міжнародних програмах з контролю якості клініко-лабораторних досліджень.