机器学习与数据挖掘研究所主要研究兴趣包括机器学习、数据挖掘、模式识别、信息检索、演化计算、神经计算，以及相关的其他领域。目前机器学习与数据挖掘研究所的研究人员主要研究内容包括：深度学习、半监督与主动学习、降维与特征提取、结构学习与聚类、基于内容的图像检索、Web搜索与数据挖掘、人脸检测与识别、图像恢复与重建、生物信息学等。