Hambaarstiteaduse instituudi teadustöö temaatika on küllaltki lai, sest instituudi alla on koondatud hambaarstiteaduse kõik kitsad ainevaldkonnad - suu- ja hambahaigused, ortodontia, suu- ja näolõualuudekirurgia, ortopeedilise stomatoloogia, suutervis, lastestomatoloogia jne.
Instituudi jooksvad teadusteemad on praegu näiteks:
- suu- ja näolõualuude piirkonna haiguste ja arenguhäirete levimus, geneetiline etioloogia ja ravi;
- alalõualiigese haaratus süsteemsetest haigustest - valu, röntgenoloogiliste muutuste ja elukvaliteedi pikemaajaline uuring;
- polüoolide (külitool, sorbitool, erütritool) sobivus hambakaariese ennetamiseks.
Insituut teeb tihedat teaduskoostööd nii Tartu Ülikooli allüksuste kui ka välisülikoolidega, teiste hulgas Turu Ülikool, Karolinska Instituut, Malmö Ülikool, ACTA, Riia Stradiņši Ülikool, I.P.Pavlovi nim. Peterburi I Meditsiini Ülikool, N.N. Burdenko nim. Voroneži Meditsiini Akadeemia, Helsingi, Oulu ja Aacheni ülikoolidega.
- hamba kõvakudede keemilist koostist kaariese ja parodondihaiguste puhul (N. Vihm);
- sülje biokeemiliste muutuste ja endokriinsüsteemi häirete ning immunoloogiliste protsesside osa hambakaariese ja parodondihaiguste patogeneesis (S. Russak, T. Seedre, M. Saag);
- hambakaariese, mittekarioossete kahjustuste ja hambumusanomaaliate esinemissagedust erinevates vanuserühmades ja Eesti piirkondades 1971–2004 (N. Vihm, A. Kõdar, S. Russak, M. Saag, R. Vasar, J. Olak);
- Eesti rahvusest üliõpilaste tervise, suu tervise ja antropoloogia alane kompleksuuring 1981–1983 (M. Saag, R. Vasar, S. Russak);
- suhkrualkoholide toime sülje eritusele, hambakatule ja hambakaariesele: kolm järjestikust uurimust 1998, 2005 ja 2008-2014 (M. Saag, J. Olak, R. Vasar, R. Nõmmela, T. Seedre, S. Russak);
- Eesti ja Taani laste hammaste tervise ja tervishoiusüsteemide võrdlev hinnang (M. Saag);
- igemetasku mikroökoloogia kroonilise parodontiidiga patsientidel (P. Kõll, E. Leibur);
- parodondihaiguste ravi efektiivsust mõjutavad tegurid (E-R. Pähkla, T. Koppel, M. Saag);
- hammaste kaariesest kahjustatus väikelastel sõltuvalt ema suuõõne mikrofloorast ja hammaskonna seisundist ning sättumusest regulaarse hambaravi suhtes (J. Olak, M. Saag).
- eeshammaste väärpaiknemist lastel (A. Kõdar);
- kolju ehituse iseärasusi hambumusanomaaliatega lastel (R. Nõmmela);
- varase ortodontilise ravi efektiivsust standardseadeldistega (R. Nõmmela, T. Jagomägi);
- hambumusanomaaliate levimust ja tüüpe Eesti lastel ning ortodontilise ravi vajadust (H. Sepp, M. Saag);
- mittesündroomse huule- ja suulaelõhe geneetilist etioloogiat Eesti populatsioonis (T. Jagomägi, M. Saag, M. Soots). Triin Jagomägi doktoritöö (juhendajad M. Saag ja A. Metspalu).
- näo- ja lõualuude kaasasündinud väärarendite etioloogiliste tegurite väljaselgitamine ja kompleksne ravi nii kirurgiliste kui ka ortodontiliste ravimeetodite täiustamine (M. Lõvi-Kalnin, M. Soots, T. Jagomägi);
- parodondihaiguste patogeneesi ja kirurgilise ravi kliinilis-morfoloogilised uuringud (E. Leibur, H. Tääkre, Ü. Pintson, A. Tuhkanen);
- alveolaarluu regeneratsiooni ja osseointegratsiooni hindamine pärast luutransplantaatide ja hambaimplantaatide kasutamist hambarea defektide ja parodontiidi ravis (E. Leibur, Ü. Pintson);
- odontogeensete kasvajate epidemioloogia, patogenees ja kliinilised aspektid (T. Tamme, E. Leibur);
- vanuse määramise ja identifitseerimismeetodite hinnanguline analüüs kohtumeditsiinis (H. Soomer ja E. Leibur);
- alalõualiigese haiguste patogenees: põletikumediaatorid, tsütokiinid, valu, serotoniini antagonistid ja ravi (Ü. Voog-Oras, E. Leibur);
- artrotsenteesi ja artroskoopia efektiivsus alalõualiigese ravis (E. Leibur, Ü. Voog, O. Ivask).
- suu limaskesta epiteeli adaptatsioonist eemaldatavate hambaproteeside puhul (O.Salum);
- periimplantiit – etioloogia ja patogenees (S. Liskmann ja O. Salum);
- hammaste proteesimise vajadus ja ravi nõudlus Eestis (O. Salum);
- obstruktiivse uneapnoe stomatoloogiliste aspektide üldistamine ja raviprintsiipide väljatöötamine, sh konservatiivse raviga, kasutades apnoe raviks oklusaalseid aparaate koos vastavate näidiste valmistamise ja kliinilis-laboratoorse metoodika juurutamisega (O. Salum, A. Korrovits);
- oklusiooni suhe alalõualiigese düsfunktsiooniga proteesikandjatel (A. Korrovits, O. Salum).