L’attività di ricerca al Defens si esplica in progetti di grande rilevanza sia nazionale che internazionale, cofinanziati dal MIUR, dal MIPAAF, dal Ministero della Salute e dall'Unione Europea, come anche in collaborazioni con imprese private ed Enti Locali. 

Le principali aree di ricerca sviluppate dai docenti del Dipartimento di Scienze per gli Alimenti, la Nutrizione e l'Ambiente dell'Università degli Studi di Milano possono essere cosi schematizzate:

• Processi di trasformazione e conservazione degli alimenti
• Nuovi alimenti ed ingredienti alimentari
• Metodi innovativi per la caratterizzazione delle proprietà chimiche e fisiche degli alimenti
• Prodotti e processi innovativi per il packaging alimentare
• Nanotecnologie alimentari
• Microbiologia e biotecnologie microbiche applicate agli alimenti
• Fermentazioni e biotrasformazioni nei settori alimentare ed energetico   
• Ecosistema microbico intestinale
• Ecologia e biotecnologie microbiche 
• Gestione della qualità, sicurezza, genuinità e tipicità degli alimenti
• Composti bioattivi degli alimenti e ruolo della dieta nella promozione della salute 
• Valutazione sensoriale dei prodotti
• Analisi strumentali delle percezioni sensoriali
• Biotecnologie microbiche applicate alla conservazione dei beni culturali
• Sviluppo di elettrodi modificati per l’analisi alimentare e farmacologica
• Sviluppo di tecniche statistiche per l’assicurazione della qualità dei dati analitici