多年来，学院紧密围绕河南“三区一群”等国家战略实施中面临的环境污染问题，开展多学科前沿交叉研究，凝炼形成了“环境化学、环境污染控制技术、环境功能材料与应用技术、绿色化学与清洁工艺”四个富有特色的研究方向。在环境污染物超痕量分析，区域持久性有毒污染物的环境行为；难降解工业废水和城市污水处理，大气污染防治，固体废弃物资源化，土壤重金属污染修复；环境功能材料合成及其在有机污染物催化降解、二氧化碳催化转化中的应用；系列核苷绿色合成新工艺等方面取得一批有影响的创新成果。
方向一：环境化学
针对河南区域生态环境现状和典型污染物特征，开展痕量和超痕量环境污染物分析新方法研究，高灵敏、高选择性新型吸附剂制备及其联用技术研究，流域尺度下多种持久性有机污染物、新型有机污染物、重金属及农药的土壤/大气、沉积物/水界面污染物的环境行为研究，评价其生态毒理效应。
方向二：环境污染控制技术
围绕区域环境污染现状，系统开展了难降解工业废水高级氧化处理新工艺、城市污水处理全流程节能降耗新技术、大气颗粒物中典型持久性有毒物质的污染特征与防治技术、固体废弃物资源化利用技术、土壤重金属污染修复技术等领域研究。多项技术在河南华森超声波科技有限公司、郑州市五龙口污水处理厂等企业推广应用，取得良好社会效益、环境效益和经济效益。
方向三：环境功能材料与应用技术
通过结构设计、元素掺杂、界面调控等手段，合成新型微纳米功能材料及微（介）孔材料，优化调控材料的能带结构及表面特性，提高其光催化、纳米摩擦电化学氧化降解有机污染物、CO2转化的活性及对重金属和有机污染物的吸附活性。通过化学接枝、酸化处理对有机膜材料和无机陶瓷膜材料改性，建立膜处理新工艺，研究其在污水深度处理、海水淡化等领域中的应用。
方向四：绿色化学与清洁工艺
以源头控制为准则、以环境保护为目标，瞄准绿色合成研究领域的国际前沿，利用无毒、无害的原料或可再生资源，采用绿色工艺过程和安全、温和的反应条件，研究开发环境友好的绿色合成新方法和新技术，并应用于药物和功能有机分子的绿色合成；通过无溶剂或以水为介质，建立了阿糖核苷等系列药物中间体的绿色合成新工艺，多项技术实现了工业化或中试。
学院建有黄淮水环境与污染防治教育部重点实验室、河南省污染控制重点实验室、河南省水处理关键技术国际联合实验室、环境功能材料与污染控制河南省工程实验室、河南省高等学校环境科学与工程重点学科开放实验室、河南省环境科学与工程实验教学示范中心等多个教学科研平台。教学科研用房5000 余平方米；拥有大中型教学科研设备200 余台（套），设备总值达5800 余万元，均处于良好的运行状态，科研条件处于国内先进水平。