As atividades de investigação do Departamento decorrem, na sua maioria, no âmbito de Centros de Investigação. Estes incluem:

CAMGSD - Centro de Análise Matemática, Geometria e Sistemas Dinâmicos

CEAFEL - Centro de Análise Funcional, Estruturas Lineares e Aplicações

CEMAT - Centro de Matemática Computacional e Estocástica

SQIG - Grupo de Segurança e Informação Quântica, parte do Laboratório Associado IT