En dialogue homme machine, le LIA conçoit des modèles de langage qui minimisent les erreurs sur les hypothèses générées venant de systèmes de reconnaissance automatique de la parole (RAP). Y sont également étudiés le dialogue et l'expansion des requêtes en recherche documentaire.
Différents aspects du traitement automatique de la parole sont étudiés au LIA : reconnaissance de la parole, du locuteur, des langues, indexation audio, caractérisation de pathologies de la voix... Ces recherches s'appuient sur un environnement logiciel développé au LIA et librement distribuable sous licence GPL ou LGPL, notamment :
Particulièrement actif dans ce domaine, le LIA a participé à des campagnes d'évaluations nationales et internationales sur les algorithmes de fouille de textes, d'apprentissage automatique et de classification automatique, parmi lesquelles on peut citer :
Des recherches en Résumé automatique, Recherche d'information, Moteur de recherche, Systèmes de Question-Réponse, Génération automatique de textes et Terminologie au moyen de la théorie des graphes sont développées au LIA. Le résumé automatique de texte multidocument, projet de recherche RPM2 est financé par l'ANR avec la participation de Sinequa (moteur de recherche avec des approches linguistiques et statistiques), Eurecom, Syllabs et Wikio.
Le LIA étudie l'optimisation discrète et la théorie des jeux. D'autres domaines de la recherche opérationnelle tels que la théorie des graphes, la théorie des files d'attente et chaînes de Markov sont abordés en tant qu'outils de recherche.
Les activités du LIA en réseaux sont centrées autour de l'algorithmique distribuée pour la conception de protocoles de communication, de modélisation et d'évaluation des performances. Les protocoles pour le multicast, le multimédia, la sécurité informatique et la garantie de la QoS « Qualité de service » sont étudiés dans un environnement de réseaux hétérogènes. La théorie des jeux est utilisée comme outil de modélisation. Le laboratoire collabore avec l'INRIA de Sophia-Antipolis à travers des projets comme Networking Games And Biologically Inspired Networks financés par ARC Popeye. Ce groupe de recherche s'intéresse au comportement de systèmes complexes où un ensemble d'agents interagissent, suivant l'intérêt grandissant que porte la recherche à l'approche multi-disciplinaires (mathématiques appliqués, économie, biologie...) appliquée à la modélisation de populations..
Le LIA et l'IRIT ont organisé en 2004 le congrès Recherche d'Information Assistée par Ordinateur (RIAO), conférence internationale en recherche d'information qui se déroule tous les trois ans sous l'égide du Centre de Hautes Études Internationales d’Informatique Documentaire (CID) depuis 1985. Ce congrès de haut niveau est organisé par des institutions comme comme le Massachusetts Institute of Technology (MIT) en 1998, l'Université McGill en 1997 ou le Collège de France en 2000. Son édition de 2007 a eu lieu à l'Université Carnegie Mellon (Pittsburgh) et a été parrainée par le Commissariat à l'énergie atomique, Google et Microsoft. En 2008, le LIA organise la conférence internationale IEEE WiMob'08.
Le laboratoire participe également aux conférences internationales Language Resources and Evaluation Conference (LREC) avec le soutien du consortium en:ELRA European Language Resources Association (ELDA/ELRA). En 2008, le comité de cette conférence comprenait Charles J. Fillmore (professeur émérite de linguistique à Berkeley), Sadaoki Furui (auteur de nombreux ouvrages sur le traitement du langage et ayant reçu des récompenses de l'IEEE) ou encore Joseph Olive de la DARPA (agence du Département de la Défense des États-Unis).
Enfin, les outils développés au LIA sont évalués régulièrement dans le cas des campagnes internationales, comme celles du National Institute of Standards and Technology (agence du Département du Commerce des États-Unis visant à développer l'innovation et la compétitivité industrielle).
Le LIA et l'UAPV ont organisé en 2008 les conférences JEP (Journées d'Études sur la Parole) et TALN-RECITAL (Traitement Automatique des Langues Naturelles) qui portent sur la recherche en parole, phonétique, linguistique computationnelle et Traitement automatiques de langues naturelles et en Parole, réunissant 300 spécialistes venus de 14 pays. Il a également organisé le congrès de la Société française de recherche opérationnelle et d'aide à la décision (ROADEF) du 26 au 28 février 2003. Le LIA a organisé, en novembre 2009, les conférences pour jeunes chercheurs MajecSTIC et RJCP.
Le LIA est l'un des acteurs participant à Technolangue. Ce projet, créé à la suite d'un rapport du Conseil supérieur de la langue française remis à Lionel Jospin en novembre 2000, a pour objet la création et le suivi d'actions concernant le traitement informatique de la langue. Le LIA fait également partie du projet ANR AVI-SON, dont le but est de concevoir une plate forme d'indexation automatique de documents audio-visuels concernant la formation des chirurgiens et élèves chirurgiens.