Das Kammerensemble der ZHdK bespielt das Repertoire der grossbesetzten Kammermusik bis zum Kammerorchester. Dieses reicht von Werken der Romantik bis zur dirigierten Kammermusik des 20. Jahrhunderts, wie beispielsweise die Kammersinfonie op. 9 von Arnold Schönberg und das Divertimento op. 30 von Adolf Busch. Es besteht eine enge Zusammenarbeit mit den Dirigier- und Tonmeisterklassen.
Besondere Aufmerksamkeit wird selten gespielten und nicht veröffentlichten Werken geschenkt. So hat das Kammerensemble 2018 das bis anhin nicht gedruckte Oktett des Brahms-Schülers Heinrich XXIV Fürst Reuß zu Köstritz (1855–1910) aufgeführt und erstmals aufgenommen.
Weiter bietet das Kammerensemble die Möglichkeit für solistische Auftritte von ausgewählten Musiker:innen der Hochschule. So gelangte im April 2021 die nicht publizierte, 1935 entstandene Orchesterfassung des Schweizer Cellisten Antonio Tusa (1900–1982) von Franz Schuberts Arpeggione-Sonate im Livestream zur Aufführung. Im Dezember 2021 wurde zudem das Klavierkonzert Nr. 6 «La Suisse» der Schweizer Komponistin Caroline Boissier-Butini (1786–1836) in der Kleinen Tonhalle gespielt.