ХНТУ - власник патентів на винаходи, які є результатом наукової діяльності професорсько-педагогічного складу, аспірантів і студентів університету. Метою діяльності науково-дослідного сектора університету є створення належних умов для організації науково-дослідної роботи; захисту прав науковців університету на інтелектуальну власність, що є результатом наукової діяльності; поширення результатів наукових досліджень; керівництва держбюджетними і госпдоговірними темами; керівництва діяльністю студентського наукового суспільства, координації діяльності міжкафедральних семінарів, пошуку джерел фінансування цієї діяльності.
Основним напрямком наукових досліджень є робота у 10 наукових школах провідних вчених університету в галузі і текстильної, хімічної промисловості, автоматизації, інформаційних технологій і машинобудування, а саме:

• розробка нових ресурсозберігаючих і екологічно-чистих технологій опорядження текстильних матеріалів;
• сучасні електрохімічні методи аналізу (рідинні і газові сенсори);
• синтез і дослідження хімічних перетворень нових гетероциклічних з'єднань і виявлення закономірностей зв'язку між хімічною структурою і їхньою практичною цінністю;
• моделювання хіміко-технологічних процесів у легкій і хімічної промисловості;
• проблеми удосконалення технологічних процесів, оснащення виробів ткацького виробництва;
• первинна переробка і розробка ресурсозберігаючих технології на основі лляної сировини;
• геометрично-ймовірнісні методи;
• автоматизовані системи керування організаційно-технічними і соціально-економічними системами;
• проблеми удосконалення технологічних процесів, обладнання і виробів ткацького виробництва;
• колоїдно-хімічні основи і технологія колорування текстильних матеріалів пігментами.

Результативність наукових шкіл підтверджується отриманням щорічно понад 50 охоронних документів. У 2010 році подано 57 заявок на винаходи, корисні моделі та промислові зразки в т.ч. 31 за участю студентів та аспірантів та одержано 61 охоронний документ з них 27 за участю студентів та аспірантів.

Протягом багатьох років вченими університету проводяться науково-дослідні роботи з пріоритетних напрямків розвитку науки і технології:

• новітні технології і ресурсозберігаючі технології в енергетиці, промисловості й агропромисловому комплексі;
• нові речовини і матеріали.

На базі Херсонського національного технічного університету, як провідної наукової організації в галузі текстильної промисловості з метою концентрації наукового та виробничого потенціалу для прискорення розробки, впровадження у виробництво високоефективних технологій створення текстильних матеріалів, розробка технічних засобів та обладнання необхідних для реалізації принципово нових технологічних процесів, створено технологічний парк “Текстиль”.

В рамках пріоритетних напрямів діяльності технопарку “Текстиль” розроблено інноваційні проекти з відродження виробництва бавовни на території південних регіонів України та збільшення виробництва вовняних волокон за рахунок відновлення поголів’я овець високоякісних асканійських порід. В основі проектів – інноваційні розробки ХНТУ, Інституту степових районів, Інституту тваринництва “Асканія Нова”.

За останні 3 роки співробітниками університету захищено 6 докторських і 57 кандидатських дисертацій. Лише за минулий рік видано 34 учбово-методичних посібників, проведені 3 наукові і науково-методичні конференції, серед яких 3 - міжнародні, опубліковано 815 наукових праць. За останні 3 роки опубліковано 16 монографій.

Апробація результатів наукових досліджень здійснюється у періодичних виданнях університету: „Вісник ХНТУ”, міжвузівських журналах „Проблеми легкої і текстильної промисловості України”, “Автоматика. Автоматизація. Електротехнічні комплекси та системи”, “Проблеми інформаційних технологій”, “Актуальні проблеми державного управління, педагогіки та психології”.

Для підготовки кадрів вищої кваліфікації в Херсонському національному технічному університеті функціонує аспірантура з 21 спеціальністю, докторантура с 4 спеціальностями, де сьогодні навчаються понад 92 аспірантів і 4 докторанта.

Складовою частиною наукової діяльності є науково-дослідна робота студентів. Сьогодні науково-дослідною роботою зайнято близько 3420 студентів. Тільки за останні 2 роки отримано 59 патентів України на винаходи за участю студентів і аспірантів, опубліковано студентами 765 статей, з них самостійно 162 статті, отримано 13 дипломів переможців Всеукраїнських олімпіад. Щораз на виставках різного рівня представляється біля 48 експонатів щодо наукових досягнень університету. Два викладача - наукових співробітника - Лауреата державної премії України в області науки і техніки, бронзові призери міжнародної виставки "Нюрнберг - 2002", один - дійсний член Нью-Йоркської академії наук, 6 осіб - члени різних галузевих академій наук України.