Tutkimustoiminta on projektien tasolla kansainvälisesti verkottunutta. Yksikön perus- ja jatkokoulutuksen tutkimus- ja kehittämisprojektien aiheina ovat kehittävä opetus ja oppiminen, mielekkäät oppimisympäristöt, modernin opettajuuden mallit, harvaanasuttujen alueiden koulutusproblematiikka, liikunta- ja terveyskasvatus, koulutusteknologia, leikin pedagogiikka, varhaiskasvatuksen tieteelliset perusteet, varhaislapsuuden kielen kehitys ja kulttuuriosaaminen. Tutkimusta tehdään yhteistyössä harjoittelukoulun kanssa.
Ulkopuolisen tutkimusrahoituksen osuutta lisätään erityisesti projektien kautta yksikön ulkoisen strategian ja Oulun yliopiston aluepoliittisen ohjelman mukaisesti yhdessä Lönnrot-instituutin kanssa sen toimintastrategian mukaisesti.
Syksyllä 2000 käynnistyneen yksikön tohtorikoulun toimintaa kehitetään edelleen. Kasvatustieteiden tiedekunnan yhteiseksi tohtoritavoitteeksi on sovittu 7, josta Kajaanin osuus on 1 1,5 tohtorin tutkintoa.