Под руководством К. К. Кадыржанова в Институте ядерной физики НЯЦ РК создано и успешно развивается новое научное направление — термодинамика сплавов с неоднородным фазово-структурным состоянием. Им решен ряд актуальных проблем физики твердого тела, в частности, разработаны физические основы многослойных металлических материалов; обоснованы основные принципы создания радиационно- и термически стабильных слоистых металлических систем; экспериментально подтвержден термодинамический подход к получению химически совместимых покрытий на сплавах; исследована природа фазообразования и термодинамического равновесия имплантационных сплавов внедрения на железосодержащих матрицах; предложен принцип получения свободных фольг из чистых металлов.
К. К. Кадыржановым решен ряд прикладных задач, в частности, разработана ионно-плазменная установка «Аргамак», на основе которой была создана технологическая линия по нанесению покрытий из благородных металлов, технология получения бериллиевых покрытий и фольг, технология нанесения декоративных и упрочняющих покрытий.
По его инициативе в 2003 году было начато создание в Евразийском национальном университете имени Л. Н. Гумилева междисциплинарного научно-исследовательского комплекса на базе ускорителя тяжелых ионов ДЦ-60. В создаваемом комплексе решены практические вопросы производства и применения ядерных мембран как объединяющего фактора развития технологий, науки и наукоемкого бизнеса, и вопросы формирования научной среды и образования. В ИЯФ с 2003 года по инициативе и под руководством К. К. Кадыржанова начата реализация проекта создания Центра ядерной медицины в Казахстане. Необходимость такого центра, единственного в Центрально-Азиатском регионе, продиктована ежегодным ростом сердечно-сосудистых, эндокринных, онкологических и других заболеваний.