Výzkum teorie řízení má v ÚTIA dlouhou tradici. Na začátku šedesátých let minulého století přispěli jeho pracovníci k významnému rozvoji jak metod vstupně-výstupního popisu, tak i metod stavových. V sedmdesátých a osmdesátých letech dosáhli členové oddělení významných výsledků, které zavedly zcela novou oblast celosvětového výzkumu. Mezi těmito výsledky je parametrizace všech regulátorů stabilizujících danou soustavu (známa jako Youla-Kučerova parametrizace) a návrh řídicích systému pomocí polynomiálních rovnic. Od devadesátých let pak vědecké aktivity oddělení zahrnovaly výzkum od robustního řízení až po nelineární systémy.

Aplikovaný výzkum oddělení se v současnosti zaměřuje na numerické metody pro simulace a návrh systémů řízení. Dále se zabývá návrhem a implementací nových metod robotického kráčení. Robotické kráčení bylo popularizováno pro širší veřejnost zde.

Teoretický výzkum oddělení v současnosti převažuje a soustřeďuje se na analýzu řízených systémů, návrh jejich řízení a na obecnou teorii dynamických systémů. Zejména pak na:

• Analýza a návrh robustního řízení lineárních rozlehlých a prostorově rozprostřených systémů.
• Teoretické a numerické metody pro analýzu a návrh řízení nelineárních systémů, a to i chaotických.
• Analýza a návrh nelineárních řídicích systémů využívajících vlastností jejich invariantních variet.
• Topologická teorie dynamických systémů a dynamické systémy na plochách a varietách.
• Dynamické systémy definované na složitých sítích různého typu.