İTÜ Bilişim Enstitüsü, Bilişim Uygulamaları, Bilgisayar Bilimleri, Hesaplamalı Bilim ve Mühendislik ile İletişim Sistemleri Anabilim Dallarında aşağıda yer alan programlarda lisansüstü düzeyde eğitimler veren, bu alanlarda temel ve uygulamalı araştırmalar yapan bir birimdir.
Enstitü öğretim üyeleri ile öğrencileri, elektromanyetik alanlar, haberleşme sistemleri/regülasyonları, hesaplamalı malzeme tasarımı, hesaplamalı kimya/biyoloji, kriptografi, işaret/veri işleme/görselleştirme, büyük veri yönetimi, iklim ve okyanus bilimleri, termodinamik modelleme, haberleşme ağları ve moleküler enformatik alanlarında ulusal ve uluslar arası kuruluşlarca desteklenen araştırmalar yürütmektedir.
Enstitü bünyesinde, Devlet Planlama Teşkilatı desteğiyle kurulan bir Yüksek Başarımlı Hesaplama Laboratuvarı da bulunmaktadır.