Raziskovalno delo laboratorija LSI je usmerjeno predvsem v: govorne in slikovne tehnologije, računalniški in strojni vid, strojno učenje, umetno inteligenco in razpoznavanje vzorcev. V okviru dela na govornih tehnologijah se člani laboratorija posvečajo problemom kot je samodejno razpoznavanje (slovenskega) govora, sintetiziranje (slovenskega, emocionalno obarvanega) govora, razpoznavanje govorcev, izgradnji sistemov za dialog, prostorsko lokalizacijo na podlagi akustičnih signalov, komunikaciji človek-stroj, ipd. Na področju slikovnih tehnologij je pozornost članov laboratorija usmerjena predvsem na področje biometričnih sistemov (razpoznavanje obrazov, odtisov dlani, prstnih odtisov, itd.), kjer aktivno sodelujejo s tujimi univerzami, organizirajo odmevne mednarodne konference in delavnice ter s svojim raziskovalnim delom prispevajo k razvoju področja.
Na laboratorijskh straneh so obiskovalcem na voljo PDF različice vseh objavljenih člankov članov laboratorija v zadnjih letih, prosto dostopna programska oprema, ki je nastala v okviru raziskovalnega dela ter javno dostopne zbirke podatkov, ki se lahko prosto uporabljajo v raziskovalne namene.