Prof. dr hab. inż. Adam Dębski prowadzi badania naukowe w obszarze termodynamiki materiałów, fizykochemii stopów metali oraz komputerowego projektowania materiałów. Jego działalność koncentruje się na badaniu zależności pomiędzy składem chemicznym, strukturą, stabilnością fazową i właściwościami materiałów.

Głównym kierunkiem badań jest eksperymentalne wyznaczanie właściwości termodynamicznych materiałów oraz modelowanie równowag fazowych. Połączenie badań eksperymentalnych z modelowaniem komputerowym umożliwia projektowanie stopów metali o pożądanych właściwościach oraz rozwój baz danych i modeli wspierających nowoczesną inżynierię materiałową.
Istotnym obszarem działalności badawczej są materiały dla transformacji energetycznej, w szczególności materiały do magazynowania energii i wodoru. Badania obejmują również projektowanie nowych materiałów funkcjonalnych zgodnie z koncepcją wykorzystującą modelowanie termodynamiczne do efektywnego opracowywania innowacyjnych rozwiązań materiałowych.