Το ΙΠΤΗΛ επιδεικνύει σημαντική ερευνητική δραστηριότητα, τόσο βασική όσο και προσανατολισμένη σε βιομηχανικές εφαρμογές, καθώς και ενέργειες μεταφοράς τεχνολογίας. Οι Ερευνητικές Μονάδες του είναι οι εξής:
Επεξεργασία Σήματος και Εικόνας
Όραση Υπολογιστών
Αναγνώριση Προτύπων και Μάθηση Μηχανής
Αλληλεπίδραση Ανθρώπου - Μηχανής
Εικονική και Επαυξημένη Πραγματικότητα
Τεχνητή Νοημοσύνη
Ασφάλεια και Επιτήρηση
Βιο-ιατρική και Πληροφορική
Πληροφορική για το Περιβάλλον, τις Γεωεπιστήμες και την Τηλεπισκόπηση
Τεχνολογία Δικτύων και Επικοινωνιών
Πολυμέσα, Βάσεις Δεδομένων και Συστήματα Πληροφοριών
Ανάλυση Κοινωνικών Δικτύων
Ηλεκτρονική Διακυβέρνηση
Εκπαιδευτική και Πολιτιστική Τεχνολογία
Παροχή Υπηρεσιών σε Οργανισμούς και Επιχειρήσεις