Лаборатория развивает фундаментальные и прикладные исследования в области анализа данных и моделирования сложных систем. Научная деятельность Лаборатории направлена на разработку математических моделей и численных методов для реконструкции свойств больших систем, — которые демонстрируют феномены синхронизации, квази-регулярностей, самоорганизации, внезапных изменений режимов, — по данным, представимых в виде нестационарных пространственно-временных рядов, с целью прогноза динамики таких систем и создания механизмов эффективного управления ими.