Науково-дослідна робота кафедри з початку діяльності проводилась за напрямком "Математичне та програмне забезпечення автоматизованих систем". Сюди входили такі дослідження: математичне та програмне забезпечення для розв'язування комбінаторних задач великої та надвеликої розмірності; системний аналіз в біосоціальних системах; алгоритми нечіткої кластеризації для оптимізаційних задач моделювання та проектування; людино-машинні інтерфейси опрацювання зображень, математичне та програмне забезпечення для моделювання теплових задач при проектуванні ІС. На даний момент на кафедрі діє наукова школа «Інформаційні технології проектування складних процесів, об’єктів та систем» та ряд наукових груп.

Підготовка спеціалістів вищого кваліфікаційного рівня, кандидатів та докторів наук, ведеться в рамках аспірантури при кафедрі (керівники – професор Базилевич Р. П., професор Журавчак Л. М., професор Мельник Р. А., професор Федасюк Д. В., професор Яковина В. С.)

За роки існування кафедра підготувала дванадцятьох кандидатів технічних наук та трьох докторів наук. На даний час на третьому (освітньо-науковому) рівні вищої освіти навчається четверо аспірантів очної форми навчання.

Кафедра провела ряд міжнародних наукових конференцій з проблем українізації комп'ютерів, сучасних проблем комп'ютерних наук. Підтримуються міжнародні наукові зв'язки з університетами США, Швеції, Польщі, Португалії, Великої Британії, Німеччини, Словаччини.