Комплексные исследования в рамках Международной Биологической Программы (МБП, или IBP) по биому тундры: функциональные связи в экосистеме южной тундры и оценка поток энергии через разные ее звенья (1970-1974).
Видовой состав и динамика численности беспозвоночных Уральского региона.
Экология насекомых-фитофагов и их взаимоотношения с кормовыми растениями. Насекомые-фитофаги урбанизированных территорий Уральского региона.
Экология кровососущих комаров Уральского региона (1971-2013).
Экология и систематика тлей Уральского региона.
Исследования в рамках Международного проекта ИНТАС «Изучение генетики и экологии малярийных комаров Среднего Урала и Западной Сибири и предотвращение восстановления малярии» (1994-1998).
Популяционная структура и изменчивость муравьев.
Биология и фаунистика булавоусых чешуекрылых.
Систематика и фаунистика пауков Уральского региона.
Сравнительная экология близкородственных видов птиц.
Гнездовая биология тундровых видов птиц.
Факторы, определяющие плотность гнездования птиц и динамику численности птиц.
Территориальные отношения и закономерности организации пространственной структуры населения птиц. Межвидовые отношения и закономерности организации сообществ птиц.
Энергетика воробьиных птиц в гнездовой и послегнездовой период.
Экология послегнездового периода жизни воробьиных птиц.
Фаунистика птиц Уральского региона.
Биология и население птиц антропогенных территорий. Биология сокола-сапсана.
Структура и продуктивность тундровых растительных сообществ, оценка доли растительной продукции, изымаемую мышевидными грызунами (1972-1987).
Особенностями методического подхода лаборатории в исследованиях являются: использование стационарных площадок и долговременных наблюдений на них, аккумулирование информации об объектах исследования для последующего всестороннего анализа.