Paralelamente com a docência, os membros da UDMF desenvolvem atividades de investigação em ligação com alguns centros de investigação portugueses. Esta atividade científica desenvolve-se quer de forma teórica quer com uma forte componente prática em variados campos.

As principais linhas de investigação são as seguintes: 

• simulação numérica;
• estatística;
• análise de risco;
• investigação operacional e otimização;
• computação gráfica e aplicações;
• teoria das matrizes;
• análise espectral;
• geofísica;
• modelação de sistemas vivos;
• multimédia no ensino da física.

Alguns membros da UDMF são autores/co-autores de artigos científicos publicados em revistas internacionais da área com revisão por pares e considerável factor de impacto. 

A UDMF participa na organização de diversos congressos internacionais na área de Matemática, da Estatística e da Física.