O PCOMP possui três linhas de pesquisa:
ALGORITMOS E TEORIA DA COMPUTAÇÃO
Descrição: Esta linha estuda a computabilidade, seus diversos modelos e a criação ou o aperfeiçoamento de formas de realizá-la. Esta linha está fortemente relacionada aos seguintes cursos de graduação do campus: Ciência da Computação, Sistemas de Informação e Engenharia da Computação. Tem como sub-linhas: Lógica e Otimização Combinatória.
ENGENHARIA DE SOFTWARE E METODOLOGIAS
Descrição: Esta linha estuda, cria e melhora técnicas para a programação de sistemas de software tanto do ponto de vista do código quanto do ponto de vista da interação do usuário. A linha desenvolve ou melhora metodologias de desenvolvimento e manutenção de software. Esta linha deriva dos Cursos de Engenharia de Software e Design Digital. Tem como sub-linhas: Engenharia de Software e Interação Humano-Computador.
SISTEMAS DE COMPUTAÇÃO
Descrição: Esta linha estuda o funcionamento de sistemas capazes de gerir informação e/ou trabalhá-la. A linha aplica a computação a diversas áreas do conhecimento que fazem uso intensivo da informação ou de seu processamento. Esta linha deriva dos Cursos de Redes de Computadores, Sistemas de Informação e Engenharia de Computação. Tem como sub-linhas: Redes de Computadores e Sistemas Embarcados.