Его научные изыскания охватывают проблемы материаловедения, в частности, свойства керамических композитов при воздействии высоких температур, пути усовершенствования технологии получения керамических и огнеупорных материалов. В 1988 году успешно защитил кандидатскую, а в 2002 диссертацию на соискание учёной степени доктора технических наук. Он является автором более 150 научных публикаций и десятка изобретений, его научные разработки внедрены на предприятиях как Республики Башкортостан, так и за её пределами.

Заслуги У.Ш. Шаяхметова отмечены такими званиями и наградами, как Отличник образования Республики Башкортостан (2005), Почётный работник высшего профессионального образования Российской Федерации (2006). В настоящее время возглавляет кафедру инженерной физики и физики материалов Башкирского государственного университета.