A l’UTSEUS, la recherche se découpe en trois axes :

- en 2011, UTSEUS a lancé le premier laboratoire inter-UT – SHU dédié aux thématiques urbaines : ComplexCity. Ses recherches portent sur les sciences des données et les systèmes complexes pour la ville intelligente et la ville durable de demain.

- en 2011 également, une coopération s’est établie entre le Laboratoire d'Etudes et de Recherches sur les Matériaux, les Surfaces et les Procédés (LERMPS de l’UTBM et l’Institut Carnot de Bourgogne), et le laboratoire clef d’Etat sur les aciers spéciaux de SHU, sur le thème de la fabrication additive. Plusieurs colloques (dernier en octobre 2017) et thèses soutenues ou en cours accompagnent cette coopération active.

- en 2017, le laboratoire de nano-optique et instrumentation optique (LNIO, de l’Institut Charles-Delaunay, UMR CNRS-UTT) et le « Key Laboratory for Advanced Display and System Application » ont signé un accord de coopération sur des thèmes de recherche conjoints en nano-technologie et nano-optique.