Działalność naukowo-badawcza Katedry Informatyki obejmuje szeroko rozumianą informatykę, w tym nauki obliczeniowe. Należy tu wymienić przede wszystkim rozwój różnych metod obliczeniowych i stosowanych w nich algorytmów. Jednym z głównych obiektów badań jest metoda elementów skończonych (MES). W Katedrze prowadzi się badania nad nowymi metodami i algorytmami adaptacyjnymi, które pozwalają na rozwiązywanie z użyciem laptopa zagadnień przekraczających możliwości dużych komputerów, a więc na analizę danych w miejscu ich powstawania, np. w terenie przy badaniach geologicznych, w gabinecie lekarskim przy diagnostyce chorób, w warsztacie przy diagnostyce uszkodzeń materiału i w wielu innych sytuacjach.
Rozwijane są także metody komputerowe w rozwiązywaniu równań elektromagnetyzmu oraz w wieloskalowym modelowaniu systemów. Innym obszarem rozwoju tej metody są algorytmy do obliczeń wysokiej wydajności a więc do rozwiązywania dużych zadań jak modelowanie statyczne i dynamiczne całego budynku, modelowanie przepływów i inne. Rozwijane są też algorytmy programowania równoległego i rozproszonego celem zwiększenia wydajności obliczeń i obszaru ich zastosowań do zadań przekraczających dotychczasowe możliwości modelowania numerycznego.
Odrębnym zagadnieniem intensywnie rozwijanym w Instytucie są metody sztucznej inteligencji jak algorytmy ewolucyjne, sztuczne systemy immunologiczne stosowane między innymi do klasyfikacji i analizy danych oraz do rozwiązywania problemów z zakresu optymalizacji jedno- i wielokryterialnej. Otrzymane metody są stosowane w najróżniejszych dziedzinach, m.in. w analizie danych biologicznych, w bioinformatyce oraz analizie klastrów atomowych. Prowadzone są też zaawansowane badania z zakresu sztucznych sieci neuronowych, rozmytych i neuronowo-rozmytych systemów wnioskujących i ich zastosowania do modelowania różnych zagadnień technicznych oraz w informatyce ekonomicznej.
W Katedrze trwają też prace nad komputerowym modelowaniem obiektów z zakresu budownictwa i mechaniki jak na przykład konstrukcje powłokowe. Stosowane w ich opisie mocno nieliniowe modele dużych odkształceń są istotnym terenem badań naukowców zajmujących się tą dziedziną.
Grupa pracowników skupionych w Zakładzie Grafiki Komputerowej i Obliczeń Wysokiej Wydajności zajmuje się komputerowym modelowaniem krajobrazu, np. mapami cyfrowymi, cyfrową analizą widoczności krajobrazu i znajdujących się w nim obiektów, symulacją oświetlenia lub przesłaniania obiektów i służącymi do tego celu algorytmami i programami komputerowymi.
Współpraca naukowa Katedry obejmuje Jyvaskyla Polytechnic (Finlandia), University of Texas at Austin, MTS Minneapolis (USA), University of Alberta, University of Calgary (Kanada), Ecole Nationale Superieure de Lyon, Ecole d’Architecture de Marseille (Francja), University of Ghent (Belgia), Universitaet Stuttgart (Niemcy), Swedish Defence Research Agency (Szwecja).