Die Arbeitsgruppe Theoretische Informatik besteht mit Dozenten, Doktoranden, wissenschaftlichen Gästen und Forschungstutoren aus etwa 20 Mitgliedern. Hauptarbeitsgebiet sind Algorithmen, insbesondere die algorithmische Geometrie, worin wiederum als Spezialthema die Analyse und der Vergleich von Mustern und Formen mit geometrischen Methoden bearbeitet wird. Darüber hinaus werden aber auch andere Themen der algorithmischen Geometrie und des Gebiets Algorithmen überhaupt untersucht.

Mehrere Projekte der Gruppe werden von der DFG und der europäischen Union durch Drittmittel gefördert, darunter das Graduiertenkolleg Methods for Discrete Structures.

Einige Projekte mit externen industriellen Partnern beinhalten auch Anwendungen der in der Theorie untersuchten Algorithmen. Diese entstammen in vielen Fällen der Medizin, insbesondere sind dabei die Punktmustererkennung bei der Gelelektrophorese (Verfahren zur Feststellung der in einer Gewebeprobe enthaltenen Proteine) und die Analyse von Röntgenbildern oder CTs zur rechnerunterstützten Navigation bei Operationen an der Wirbelsäule oder am Gehirn zu nennen.

In der Lehre bietet die Arbeitsgruppe neben Veranstaltungen zu den genannten Themen auch weitere innerhalb der theoretischen Informatik an, zum Beispiel zur Kombinatorik, und zur Berechenbarkeits- oder Komplexitätstheorie. Daneben werden auch Veranstaltungen der praktischen oder anwendungsorientierten Informatik angeboten, die einen geometrischen Bezug haben, zum Beispiel Computer-Graphik, Mustererkennung oder Computervision.