Le LAAS travaille sur divers types de systèmes : micro et nano systèmes, systèmes embarqués, systèmes intégrés, systèmes répartis à large échelle, systèmes biologiques, systèmes mobiles, systèmes autonomes et infrastructures critiques, ayant des domaines d’applications tels que : aéronautique, espace, transports, energie, services, santé, télécommunications, environnement, production et défense. 

Les thématiques de recherche du LAAS s’articulent autour de 8 thèmes animant l’activité des 21 équipes de recherche, unités de base de la recherche du laboratoire :

• Informatique critique
  
• Réseaux et communications
• Robotique
• Décision et optimisation
• Gestion de l'énergie
• Micronanobiotechnologies
• Micronanosystèmes RF et optiques
• Nanoingénierie et intégration
  

Les 21 équipes de recherche du laboratoire sont : 

• Microsystèmes d'Analyse MICA
  
• Matériaux et Procédés pour la Nanoélectronique MPN
• Nano Ingénierie et Intégration des Systèmes N2IS 
• Intégration de Systèmes de Gestion de l'Energie ISGE 
• Photonique PHOTO
• Microondes et Opto-microondes pour Systèmes de Télécommunications MOST 
• MIcro et Nanosystèmes pour les Communications sans fils MINC 
• Nanobiosystèmes NBS 
• Méthodes et Algorithmes en Commande MAC
• DIagnostic, Supervision et COnduite DISCO
• Modélisation, Optimisation et Gestion Intégrée de Systèmes d'Activités MOGISA
• Tolérance aux fautes et Sûreté de Fonctionnement Informatique TSF
• Verification des Systèmes Temporisés Critiques VERTICS
• Services et Architectures pour Réseaux Avancés SARA
  
• Ingénierie Système et Intégration ISI 
• Calcul Distribué et Asynchronisme CDA 
• Robotique, Action et Perception RAP
• Robotique et Interactions RIS
• Mouvement des Systèmes Anthropomorphes GEPETTO
• Micro et nanosystèmes HyperFréquences Fluidiques MH2F 
• Optoélectronique pour les Systèmes Embarqués OSE
  

Le LAAS est institut Carnot, label qui souligne largement les compétences pluridisciplinaires de la recherche publique au profit du monde socio-économique.