Ústav se zabývá základním a aplikovaným výzkumem v oborech informatika, umělá inteligence, stochastická informatika, zpracování signálu a obrazu, rozpoznávání obrazu, teorie řízení, teorie systémů a ekonometrie (pro bližší informace navštivte stránky vědeckých oddělení).
Ústav se podílí na vysokoškolské výuce, výchově doktorandů, na zavádění vědeckých výsledků do praxe a na popularizaci vědy a výzkumu.
Ústav má velmi širokou mezinárodní spolupráci. Účastní se v několika evropských projektech a mnoha bilaterálních kontraktech.
Na národní úrovni Ústav úzce spolupracuje se sedmi fakultami čtyř universit, ostatními ústavy Akademie věd a průmyslem. Vrcholnou formou spolupráce jsou společné laboratoře a výzkumná centra. V současné době je aktivní centrum DYME. V letech 2005-2011 byla aktivní nasledující centra SALOME, Center for Monetary Macro-dynamics, CAK II, DAR, CQR, CZVDEE. Ústav je nositelem mnoha národních výzkumných projektů podporovaných většinou GA ČR.
Ústav se aktivně zapojil do přípravy i realizace Strategie AV21, schválené v prosinci 2014. Doc. RNDr. Barbara Zitová, Ph.D. je koordinátorkou výzkumného programu "Naděje a rizika digitálního věku", který společně řeší ÚTIA, MÚ a ÚI. Menší skupiny pracovníků ÚTIA se podílejí i na řešení některých dalších výzkumných programů.