現代社会や産業で要求される計算処理は多岐に渡り、アルゴリズムの工夫なしには処理時間が指数爆発を起こしたり、劣悪な処理結果が生じるケースが多く、このような場面でのソフトウエア開発はアルゴリズム開発にほぼ等しいとまで言われている。そこで、離散構造解析・アルゴリズム理論・計算量論理論・数理計画法等を駆使し、種々の問題に対して高効率／高精度なアルゴリズムの開発を目指す。

新しいアルゴリズムやモデルの設計／開発

生産／配送計画、スケジューリング、VLSI 設計、最適ルーチングなどに現れる重要な組合せ最適化問題（典型的にはグラフ・ネットワークや集合の問題ととらえる）を主な対象として、新しいアルゴリズムや数理モデル化を考案／設計する。提案するアルゴリズムやモデルの正当性や有効性を示すため、理論的解析あるいは計算機実験による性能評価を行う。

アルゴリズムの設計手法の開発

組合せ最適化問題を解くアルゴリズムの動力源となる、最適化の原理やメカニズムについて研究する。テーマ１と比べ、よりメタな考察が必要となる。例として、線形計画の双対定理・相補性定理に基づく設計技法があげられる。

オンライン／ストリーム最適化

オンラインアルゴリズムとは、入力情報が時系列に沿って与えられる（すなわち、将来の情報が分からない）中で逐次処理するもので、省電力制御、ロジスティクスから金融工学に至るまで、極めて幅広い応用がある。更に今日的大規模データ処理においては、入力系列データを蓄えることなく処理するストリームアルゴリズムの獲得が重要である。