Във ФМИ съществуват няколко много силни научноизследователски групи в следните научни направления:
- Математическа логика
- Интелигентни системи
- Адаптивни контекстно-зависими системи
- Системи за разпознаване и обработка на знания
- Финансова математика
- Приложни игри
- Високопроизводителни софтуерни архитектури
- Високоскоростни изчисления