La actividad de investigación, innovación y transferencia de la UOC se organiza en 43 grupos de I+D+i vinculados a un estudio o a uno de los dos centros de investigación de la Universidad: el IN3 y el eLearn Center. La Generalitat de Cataluña ha reconocido 26 de estos grupos en la última convocatoria del 2014.

La investigación, realizada básicamente por los profesores, se especializa actualmente en los ámbitos de las artes y las humanidades, las ciencias sociales, las ciencias de la salud y la tecnología y la comunicación: identidad, cultura, arte y sociedad; tecnología y acción social; globalización, pluralismo jurídico y derechos humanos; fiscalidad, relaciones laborales y prestaciones sociales; Internet, tecnologías digitales y nuevos medios; sistemas y servicios de la información y las comunicaciones, y gestión de la información y las comunicaciones. Cabe destacar dos áreas especialmente significativas en lo que respecta a la actividad científica de la Universidad: la sociedad de la información y el conocimiento y el aprendizaje virtual (e-learning).