在高分子薄膜技術領域，本系主要係研發涵蓋膜材之合成、修飾改質及應用等。薄膜合成方面著重新型薄膜材料(例如奈米複合薄膜材料、奈米孔隙薄膜)及合成方法之開發(例如熱相逆轉法)，同時亦深入薄膜成形之基礎理論探討。
薄膜改質方面則分為物理性及化學性改質。物理性改質主係薄膜表面塗佈技術及膜材間親和性之研究；化學性改質則利用膜材本身之官能基進行化學接枝，或利用電漿蝕刻及電漿接枝等技術進行薄膜表面修飾改質。
薄膜應用則橫跨精密分離程序與生醫工程應用兩大領域。精密分離程序主要有微、超、奈米過濾及滲透蒸發等分離程序；生醫工程方面主要的研究為蛋白質分離、薄膜固定抗凝血藥劑及DNA、藥物控制釋放、細胞培養、組織重建等。