Научные исследования на кафедре ВПМ проводятся по следующим направлениям: 

• разработка математического и программного обеспечения интеллектуальных систем обработки информации и поддержки принятия решений; 
• методы и алгоритмы обработки аэрокосмических изображений;
• повышение достоверности, передачи и хранения больших объемов цифровых данных в телекоммуникационных системах;
• разработка методического обеспечения по обучению современным компьютерным и информационным технологиям.

Фундаментальные исследования по НИР: 

• НИР 32-11 «Математическая и компьютерная модель зрительного восприятия объектов»; 
• ОКР 36-11 «Создание опытного образца интерактивных сервисов для электронных, административных регламентов системы здравоохранения на портал муниципальных услуг для реализации электронной поликлиники на базе МУЗ «Горполиклиника № 14»; 
• НИР 1.7.09 «Разработка математических методов и алгоритмов передачи и обработки цифровой информации для поддержки интеллектуальных систем управления» и др. 
• Хоздоговорная НИР 6-22 «Разработка и исследование ML-моделей с помощью автоматизированного испытательного стенда для анализа больших данных методами искусственного интеллекта» (2022-2023 гг.).
• Грант Президента РФ №МД-639.2014.9 «Разработка адаптивных методов повышения достоверности передачи и хранения данных для систем с большим уровнем шума с применением многопороговых алгоритмов декодирования помехоустойчивых кодов» (2014-2015 гг.).
• Грант РНФ №14-19-01263 «Исследование путей создания высокопроизводительной системы передачи информации от беспилотных аппаратов» (2014-2016 гг.).
• Грант РФФИ №05-07-90024 «Разработка методов повышения достоверности передачи данных в телекоммуникационных системах» (2005–2007 гг.).
• Грант РФФИ №08-07-00078 «Разработка алгоритмов многопорогового декодирования для цифровых систем передачи, обработки и хранения данных для работы вблизи пропускной способности канала» (2008–2010 гг.).
• Грант РФФИ № 12-07-97533 «Разработка эффективных и быстродействующих методов и алгоритмов прямого исправления ошибок для высокоскоростных радиоканалов» (2012–2013 гг.).
• Грант РФФИ №12-07-00418 «Разработка и исследование недвоичных многопороговых декодеров для систем хранения больших объемов цифровых данных» (2012-2014 гг.).
• Грант РФФИ №13-07-00391 «Разработка эффективных и быстродействующих декодеров помехоустойчивых кодов для перспективных сетей передачи данных» (2013-2015 гг.).
• Грант РФФИ 14-07-00859 «Повышение эффективности использования цифровых каналов передачи данных с применением алгоритмов многопорогового декодирования» (2014–2016 гг.).
• Грант РФФИ № 15-07-06348 «Разработка оптимальных алгоритмов декодирования для повышения достоверности передаваемой информации в современных системах передачи данных» (2015-2017 гг.).
• Грант РФФИ № 15-07-06348 «Разработка оптимальных алгоритмов декодирования для повышения достоверности передаваемой информации в современных системах передачи данных» (2015-2017 гг.).
• Грант РФФИ № 18-07-00525 «Разработка многопороговых методов и алгоритмов восстановления стираний для систем передачи и хранения данных» (2018-2020 гг.).
• Грант РФФИ № 18-47-620001 «Разработка и исследование методов и алгоритмов повышения достоверности передачи цифровых данных по высокоскоростным каналам связи с большим уровнем шума на основе многопороговых декодеров самоортогональных кодов» (2018-2019 гг.).

На базе кафедры действует Научно-образовательный центр информационных технологий в системах поддержки принятия решений.

На ряде крупных предприятий, таких как Федеральная служба государственной статистики, ОАО «Рязанская ГРЭС» (г. Рязань), ФГУП НИИР (г. Москва), ООО «Объединенные радиоэлектронные технологии»(г. Москва), МУП «Рязанское муниципальное предприятие тепловых сетей», «Рязанские тепловые сети» (Филиал ОАО «Рязаньэнерго»), Управление топливно-энергетического комплекса и жилищно-коммунального хозяйства, внедрены следующие системы и технологии:

• Разработка методов повышения надежности и точности прогнозирования социально-экономических процессов.
• Разработка и исследование математических моделей представления и обработки информации в вычислительных системах.
• Разработка методов повышения достоверности передаваемых данных в телекоммуникационных системах.
• Разработка математических моделей и программного обеспечения для представления знаний в информационных системах.
• Разработка способов надежного формирования изображений на газоразрядных матричных индикаторах.
• Разработка методов и алгоритмов идентификации и прогнозирования состояния систем в условиях неопределенности на основе нечеткой логики и генетических алгоритмов.