С 1966 года специалисты ВНИКТИ занимаются исследованиями в области специального подвижного состава (СПС). За прошедшие годы были проведены всесторонние научные исследования вопросов динамики и прочности подвижного состава, регулирования и управления работой дизеля и передачей тяги, проблем взаимодействия колеса и рельса. Подготовлено большое количество программ и методик динамико-прочностных, тягово-теплотехнических, тормозных, электротехнических, аэродинамических и других видов испытаний локомотивов, их систем и агрегатов.
Создано уникальное стендовое хозяйство, которое позволяет испытывать практически всё оборудование тепловозов, СПС и другого подвижного состава. Разработаны, построены, испытаны и внедрены многочисленные конструкции узлов экипажных частей подвижного состава, электрооборудования и микропроцессорных систем управления, главных рам, кузовов и кабин, рабочих органов СПС, систем дизеля.