工程中心围绕地下水科学与工程领域的基础理论、方法及应用，深入系统地开展了创新性研究、新技术探索及应用领域的拓展和示范工程，在北京师范大学水科学研究院地下水科学与工程学科基础上，形成了地下水污染控制与修复的工程化技术方法库、方案编制和工程实践。中心目前建成包括三个关键技术研究方向：
（1）地下水污染监测与预警技术研发方向：
地下水智能监测技术
地下水监测网络优化布控技术
地下水污染源识别与解析技术
地下水污染风险评估技术
地下水污染应急技术
（2）地下水污染模拟与管理技术研发方向：
水-热-力学耦合模拟技术及应用
CO2运移模拟技术研发和应用
区域地下水流和核素迁移数值模拟技术与应用
地下水污染风险评价与预警技术及应用
地下水污染综合管理技术
（3）土壤-地下水污染控制与修复技术研发方向：
污染场地污染源识别和控制方法体系
污染场地地下水污染水力调控控制技术
污染场地调查、损害鉴定评估、原位自然衰减监控技术
污染场地土壤修复目标值确定和修复量估算方法
水源地地下水铁锰氨氮原位联合去除成套技术
石油污染场地土壤的植物-微生物协同修复技术
修复材料（凹凸棒石黏土、石墨烯、微生物）制备和改性