L’activitat de recerca, innovació i transferència de la UOC s'organitza en 43 grups d’R+I vinculats a un estudi o a un dels dos centres de recerca de la Universitat: l'IN3 i l'eLearn Center. Entre aquests, 26 grups han estat reconeguts per la Generalitat de Catalunya en la darrera convocatòria del 2014.

La recerca, bàsicament feta pels professors, actualment s’especialitza en els àmbits de les arts i humanitats, les ciències socials, les ciències de la salut i la tecnologia i la comunicació: identitat, cultura, art i societat; tecnologia i acció social; globalització, pluralisme jurídic i drets humans; fiscalitat, relacions laborals i prestacions socials; Internet, tecnologies digitals i nous mitjans; sistemes i serveis de la informació i les comunicacions, i gestió de la informació i les comunicacions. Cal destacar dues àrees especialment significatives pel que fa a l’activitat científica de la Universitat: la societat de la informació i el coneixement i l’aprenentatge virtual (e-learning).