Исследование операций — наука о целенаправленных действиях. Теоретическая сторона исследования операций заключается в построении, изучении и приложениях математических моделей принятия оптимальных решений.

На кафедре ведутся научные исследования по традиционным направлениям теории принятия решений, таким как теория и численные методы решения оптимизационных задач, теория игр, многокритериальная оптимизация. Они находят применение в математических моделях экономики, социологии, биологии, автоматизации проектирования, экологии.

В 1994 году организована новая специализация — актуарная математика. Изучаются математические модели современной рыночной экономики, банковской и страховой деятельности, инвестиционной политики.

Кафедра имеет тесные связи с организациями Российской академии наук, пенсионными фондами, финансовыми институтами.

На кафедре работают: академик РАН Ю. Г. Евтушенко, академик РАН Г. И. Савин, член-корреспондент РАН Ю. Н. Флеров, академик РАЕН профессор А. А. Белолипецкий, академик РАЕН профессор А. А. Васин, профессора А. Ф. Измаилов, Н. М. Новикова, И. Г. Поспелов.