Hlavní náplní Informatického ústavu Univerzity Karlovy je výzkum v oblasti teoretické informatiky, včetně vytváření potřebného zázemí a poskytování trvalé podpory pro vědecko-organizační činnost, s důrazem na zapojení do velkých výzkumných projektů a dalších aktivit na celouniverzitní a mezinárodní úrovni. Ústav se podílí na zajištění doktorského studijního oboru 4I4 Diskrétní modely a na výuce řady povinných předmětů a výběrových přednášek doktorského, magisterského a bakalářského studia z oblasti teoretické informatiky a diskrétní matematiky, zejména z teorie algoritmů, teorie grafů, matematické analýzy, optimalizace a datových struktur.