Katedra teoretické a fyzikální chemie trvale významně působí při výchově budoucích chemiků zajištěním výuky v oblasti fyzikální chemie (asi 60 studentů ročně), budoucích učitelů chemie (asi 30 studentů ročně) a budoucích ekologů a biologů (asi 60 studentů ročně). Zajišťuje výuku jak teoretickou (přednášky), tak praktickou (teoretická cvičení, laboratorní cvičení).

Těmto studentům se přednáší základní kurs fyzikální chemie, kvantová chemie a chemická konstituce.

Vedle základní výuky v úrovni bakalářského studia nabízí katedra studentům vyšších ročníků magisterského studia a studentům doktorského studia řadu specializovaných výběrových přednášek, které souvisejí často s vlastní výzkumnou činností akademických pracovníků katedry. Jsou to přednášky: elektrochemie, chemická kinetika, pokročilá kvantová chemie, spektroskopie (NMR, EPR, MS), fázové rovnováhy, statistická termodynamika a nerovnovážné systémy včetně pokročilých laboratorních cvičení.

Ve své vědecké činnosti se pracovníci katedry zabývají zejména studiem chemické a elektrochemické reaktivity chemických látek a vztahem této reaktivity ke struktuře studovaných látek.

Reakce spojené s přenosem elektronů jsou studovány elektrochemickými metodami. Používá se nového způsobu zpracování elektrochemického signálu a elektrochemických metod ve spojení s membránovým vstupem do hmotnostního spektrometru (MIMS) a se současným měřením spekter elektronové paramagnetické resonance (EPR). Studium fázových rovnováh v soustavách kovů probíhá ve spolupráci s Ústavem fyziky materiálů AVČR v Brně a biochemické studie se provádějí v kooperaci s Biofyzikálním ústavem AVČR v Brně. Prostorová struktura biologických makromolekul a biomakromolekulární dynamika jsou studovány v roztocích metodou jaderné magnetické resonance (NMR) v silném magnetickém poli. Vedle toho jsou studovány na katedře též další fyzikálně-chemické vlastnosti molekul (povrchové napětí, viskozita, elektrická vodivost aj.) ve vztahu k jejich molekulové struktuře s užitím metod počítačové simulace a molekulového modelování.