Научное направление кафедры ЭВМ – обработка больших потоков данных аппаратными, программными и сетевыми средствами, интеллектуальные вычисления, цифровые технологии передачи информации. В рамках этого основного направления сотрудники кафедры проводят фундаментальные и прикладные научные исследования по следующим тематическим направлениям:

• разработка математического и программного обеспечения систем искусственного интеллекта с использованием высокопроизводительных систем; разработка распределенных мультиагентных систем (проф. Аксак Н.Г.);
• исследование сложных программных систем и их адаптации в компьютерных системах (доц. Волк М.О., ст.преп. Филимончук Т.В., ас. Русских А.В.);
• теория моделирования, оценка производительности компьютерных систем и сетей (проф. Горбачев В.А.);
• разработка и исследование вычислительных систем и технологий для обработки информации, управления и синтеза изображений в реальном времени (проф. Гусятин В.М., доц. Янковский А.А.);
• научные исследования в области высокопроизводительных вычислительных систем и перспективных сетевых технологий (проф. Завизиступ Ю.Ю., доц. Коваленко А.А., асс. Партыка С.А., ас. Свиридов А.С.);
• компьютерная обработка GDV-изображений (проф. Завизиступ Ю.Ю., ас. Свиридов А.С.);;
• эволюционные вычислительные среды с гибкой архитектурой для быстрой обработки больших объемов информации (проф. Кораблев Н.М., проф. Аксак Н.Г., проф. Руденко О.Г.);
• обработка и передача технологических данных в компьютерных системах (доц. Ляшенко А.С.);
• системы и алгоритмы локально-параллельной  обработки информации; ресурсное клеточно-автоматное моделирование элементов компьютерных сетей (проф. Михаль О.Ф.);
• исследование архитектур высокопроизводительных микропроцессоров и компьютерных систем на их основе (ст. преп. Росинский Д.Н.);
• кибернетическая безопасность в компьютерных и информационных системах (проф. Рубан І.В., доц. Сумцов Д.В.,  ст. преп. Мартовицкий В.А., асс. Беденко Д.А.);
• обработка изображений на основе ортогональных и вейвлет-преобразований с использованием нечеткой логики (проф. Рубан И.В.);
• методы и модели обработки Big Data (доц. Токарев В.В., доц. Ляшенко А.С., ст. преп. Ткачев В.Н., ст. преп. Дяченко В.А., ст. преп. Радченко В.А.);
• защита информации. Мощные источники питания (проф. Торба А.А.);
• методы вычислительного интеллекта в системах обработки информации и управления (проф. Удовенко С.Г.);
• обработка изображений (доц. Янковский А.А.).