El equipo trabaja en cuatro líneas de investigación principales, relacionadas y a la vez complementarias: 
- Técnicas de Reconocimiento de Patrones y Visión por Computador, y sus aplicaciones a diversos problemas, principalmente en la búsqueda de imágenes basada en el contenido, el aprendizaje de distancias y la detección de emociones a partir se secuencias de video.
- Procesamiento de diferentes tipos de señales, especialmente las de audio y video. Los trabajos del grupo en esta línea incluyen la captura, análisis y síntesis de señales acústicas, así como el análisis de señales de video, enlazando con la línea de Visión por Computador.
- Diseño de Sistemas de Tutorización Inteligente (STI), dotándoles de capacidad afectiva. Parte de los resultados obtenidos a partir de la primera y segunda líneas de trabajo, se utilizan para detectar emociones a partir de vídeos capturados mediante hardware de bajo coste, usando técnicas propias del campo del Procesamiento de la Señal y la Visión por Computador.
- Sistemas de computación de altas prestaciones y disponibilidad, que proporcionan una herramienta fundamental en todos los campos anteriormente mencionados (reconocimiento de patrones, sistemas inteligentes y procesamiento de señal), proporcionando la potencia necesaria en tiempo real cuando ésta es un requisito en las áreas de aplicación; o cuando existen requisitos de alta disponibilidad de los sistemas. En este sentido, las últimas tendencias se centran en los sistemas distribuidos, el manejo de grandes cantidades de información (Big Data) y la llamada computación en la "nube", siendo éstos aspectos fundamentales de investigación en el contexto de la investigación del grupo.