Tietojenkäsittelyteoria kehittää ja soveltaa matemaattisia menetelmiä tietojenkäsittelytehtävien systemaattiseen mallintamiseen, analysointiin ja ratkaisuun. Tietojenkäsittelyteoreettisilla menetelmillä on keskeinen asema esimerkiksi
ohjelmointikielten ja niiden
kääntäjien kehittämisessä, ohjelmistojärjestelmien suunnittelutekniikoissa,
rinnakkaisten tietokonearkkitehtuurien suunnittelussa,
kryptografiassa, tietoliikenneverkkojen
reititysalgoritmeissa ja
protokollissa sekä VLSI-suunnittelussa.