La recherche de Télécom ParisTech s’organise autour de l’activité de ses deux principaux laboratoires : l’Institut Interdisciplinaire de l’Innovation (I³) et le Laboratoire Traitement et Communication de l’Information (LTCI). Elle couvre les disciplines scientifiques majeures enseignées à l’École : Informatique et Réseaux, Mathématiques appliquées, Électronique, Image, Données, Signal, Sciences Économiques et Sociales.

Ces deux laboratoires regroupent 162 enseignants-chercheurs de Télécom ParisTech et près de 200 doctorants et post-doctorants. Le laboratoire I³ est une unité mixte de recherche (UMR CNRS 9217), conjointe aux Mines ParisTech et à l’École Polytechnique. Le LTCI est un laboratoire propre à Télécom ParisTech. Les deux laboratoires travaillent en étroite collaboration sur plusieurs thématiques interdisciplinaires : le design d’interaction, la confiance numérique, les données numériques, etc.