Die Forschung am Lehrstuhl umfasst die Messung, Modellierung, Bewertung und Verbesserung von adaptiven Systemen, um tatsächlich auftretende Probleme aus der Praxis zu lösen. Es werden zunächst geeignete Modelle und deren Parameter nach Möglichkeit mittels empirischer Daten bestimmt. Je nach betrachteter Problemstellung werden Modelle auf technischer, Nutzersicht- oder Systemebene entwickelt. Die Modelle stellen die Grundlage zur Diagnose von Problemen und zur Prognose von verbesserten Mechanismen dar. Durch die Komplexität der Systeme sind oft Simulationen zur Leistungsuntersuchung notwendig. Neben optimalen Lösungen werden in der Praxis oft einfach implementierbare Heuristiken benötigt. Dazu werden in enger Kooperation mit Industrie und anderen Forschungsinstituten relevante Probleme aus der Praxis identifiziert.

Es werden wissenschaftliche Methoden und Modellansätze u.a. aus folgenden Bereichen angewandt: Warteschlangentheorie, Wahrscheinlichkeitstheorie, ereignistreue und numerische Simulation, Machine Learning, Optimierungstheorie, subjektive Nutzerstudien und objektive Messstudien, Bildanalyse, soziale Netzwerkanalyse. Dazu werden  Messungen in realen Systemen aber auch in dafür entwickelten Testbeds am Lehrstuhl durchgeführt, um empirische Daten zu gewinnen.

Die Forschungsbereiche am Lehrstuhl sind die folgenden.

• Neue Paradigmen für Verkehrsmanagement im Internet 
• Smartphone Anwendungen und Energieeffizienz
• Mobile Videoübertragung im Internet
• Crowdsourcing Anwendungen und Systeme
• Data Sensing und Monitoring Ansätze für verteilte Dienste
• Analyse und Modellierung Sozialer Netze
• Enterprise Social Networks
• (Mobile) Cloud Computing und Cloud Anwendungen
• QoE Modellierung und QoE Management
• Cloud Gaming and Gaming Anywhere
• Netzwerkvirtualisierung und Ressourcenmanagement
• Cloudification: Auslagerung von Diensten und Funktionen in die Cloud
• Software defined networking: Programmierbarkeit von Netzwerken & -elementen