Die TU Chemnitz sieht sich als Innovationstreiber bei der Bewältigung prioritärer Zukunftsaufgaben. Vor dem Hintergrund des globalen Wandels und der demografischen Entwicklung sind fortschrittliche Lösungen gefragt, die sich durch Nachhaltigkeit, Interdisziplinarität und gesellschaftlichen Nutzen auszeichnen. Hierfür hat die TU Chemnitz die drei Kernkompetenzen „Materialien und Intelligente Systeme“, „Ressourceneffiziente Produktion und Leichtbau“ sowie „Mensch und Technik“ in Forschung und Lehre definiert.

Innerhalb des Bereiches "Materialien und Intelligente Systeme" werden innovative Materialien und Werkstoffsysteme sowie neue Integrationstechnologien, z. B. für den Fahrzeugbau, für regenerative Energietechnologien und für die Medizintechnik erforscht und entwickelt. Im besonderen Fokus steht dabei die Funktionserweiterung durch intelligente Systeme. Wichtige Impulse lieferte beispielsweise der Spitzencluster COOL SILICON; im gleichnamigen Verein ist das Zentrum für Mikrotechnologien der TU Chemnitz ein wichtiger Partner. Zudem wurde an der TU das europaweit einzigartige "Zentrum für Materialien, Architekturen und Integration von Nanomembranen" (MAIN) eröffnet, das mit 34,3 Millionen Euro aus Bundes- und Landesmitteln finanziert wurde.

Die TU Chemnitz nimmt in der Forschung im Bereich "Ressourceneffiziente Produktion und Leichtbau" eine Spitzenposition ein. Die Kernkompetenz auf diesem Gebiet wird insbesondere durch die Arbeit in der Zentralen Einrichtung MERGE „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen“ untermauert. Im Rahmen der Exzellenzinitiative von Bund und Ländern wurde MERGE als erster und einziger Bundesexzellenzcluster auf dem stark umkämpften Technologiefeld Leichtbau mit rund 40 Millionen Euro von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

Interdisziplinäre Kooperationen zeichnen die TU Chemnitz aus – auch in der Kernkompetenz "Mensch und Technik". Ein Zentrum der Forschungskooperation in diesem Feld ist der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft eingerichtete Sonderforschungsbereich „Hybrid Societies“, an dem alle acht Fakultäten der TU beteiligt sind. Im SFB „Hybrid Societies" geht es vor allem darum, Antworten auf die Frage zu finden, wie sich Menschen und autonom agierende Maschinen reibungslos in Begegnungen koordinieren können. Dazu untersuchen 30 Professorinnen und Professoren sowie leitende Forscherinnen und Forscher der TU grundlegend, wie Menschen effizient und sicher mit zum Beispiel autonomen Fahrzeugen und Robotern im öffentlichen Raum interagieren können. Weitere Beispiele für interdisziplinäre Kooperationen sind das Kompetenzzentrum „Virtual Humans" und das inzwischen abgeschlossene DFG-Graduiertenkolleg „Kopplung virtueller und realer sozialer Welten". Hervorragende Förder- und Karrierebedingungen für den wissenschaftlichen Nachwuchs bieten Nachwuchsforschergruppen.

Zukunftsweisend für die TU Chemnitz ist die zunehmende Verknüpfung mit Unternehmen und Forschungseinrichtungen der Wissenschaftsregion Chemnitz. Gemeinsam mit außeruniversitären Forschungseinrichtungen und An-Instituten der TU, mit der Stadtverwaltung und Partnerinnen und Partnern aus der Wirtschaft schafft die Universität ideale Bedingungen, die eine praxisorientierte Ausbildung sowie grundlagen- und anwendungsorientierte Forschung verbinden. Gute Voraussetzungen für den Sprung vom Hörsaal in die Selbstständigkeit bietet das Gründernetzwerk SAXEED an der TU, mit dessen Hilfe seit 2006 mehr als 150 Projekte erfolgreich zur Gründung geführt wurden, darunter 45 technologieorientierte Unternehmen mit hohem Wachstumspotenzial. Dies trug dazu bei, dass die TU Chemnitz als eine der besten Gründerhochschulen in Deutschland gilt. Die Chemnitzer Universität gibt zudem wesentliche Impulse für die kulturelle und soziale Entwicklung von Stadt und Region.

Vernetzung wird an der TU Chemnitz groß geschrieben – im wirtschaftlichen, wissenschaftlichen, kulturellen, sportlichen oder sozialen Umfeld. Ein Beispiel ist der Smart Systems Campus, der in unmittelbarer Nähe zum Universitätscampus entstand. Zu ihm gehören der Neubau des Instituts für Physik der TU mit einem Reinraum des Zentrums für Mikrotechnologien, das Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS, ein "Start up"-Gebäude sowie weitere Gewerbeflächen. Zu den herausragenden Netzwerk-Projekten der TU Chemnitz gehören zum Beispiel der Innovationscluster „HZwo – Antrieb für Sachsen“ und der Smart Rail Connectivity-Campus (SRCC). Der Innovationscluster „HZwo“ verfolgt vor allem das Ziel, ein Wertschöpfungsnetzwerk für die Wasserstoffbrennstoffzellen-Technologie in Sachsen aufzubauen. Der SRCC ist ein europaweit einzigartiges Modellprojekt, in dessen Rahmen nachhaltige und hochautomatisierte Mobilität erforscht und ein neuer Forschungscampus in der Stadt Annaberg-Buchholz aufgebaut werden sollen. Auf internationaler Ebene kooperiert die Chemnitzer Universität mit 130 Partnerinnen- und Partnereinrichtungen auf allen Kontinenten.

Zum Wintersemester 2020/2021 hat die Universität 100 Studiengänge im Programm. Ein besonderes Markenzeichen ist der hohe Grad an Interdisziplinarität. Die Studierenden stehen an der TU Chemnitz in einem besonderen Fokus. Wichtige Handlungsfelder im Bereich der Lehre sind die Vorbereitung und Durchführung der Systemakkreditierung, die Erhöhung des Absolventenerfolgs mit gleichzeitiger Erhöhung des Anteils der Absolventen in der Regelstudienzeit und die kontinuierliche Sicherung der Lehrqualität und Verankerung der lehrmethodischen Kompetenz.

Zur weiteren Steigerung der Attraktivität der Stadt Chemnitz als Studien-, Arbeits- und Lebensort tragen sowohl der Umbau der „Alten Aktienspinnerei“ zur Zentralbibliothek als auch die Ansiedlung weiterer Universitätseinrichtungen entlang der Straßenbahntrasse des "Chemnitzer Modells" bei.