Teknillisen tiedekunnan tutkimuksen painoalat määräytyvät yliopiston tutkimusstrategian mukaisesti. Oulun yliopiston strategian mukaisiin tutkimuksen painoaloihin: ”Informaatioteknologia”, ”Ympäristö, luonnonvarat ja materiaalit”, ”Biotieteet ja terveys” sekä ” Kulttuuri ja identiteetti” panostetaan ja ne ovat tiedekunnan tutkimuksen kärkeä muun muassa valtakunnallisessa tutkimuksen huippuyksikköhaussa.

”Informaatioteknologia” –painoalalla keskeisiä ovat konenäkö ja läsnä-älyn teknologiat, langaton viestintä, nopea elektroniikka ja fotoniikka, lääketieteen tekniikka, tietojärjestelmät ja ohjelmistot sekä edistykselliset elektroniikan materiaalit ja komponentit.

”Ympäristö, luonnonvarat ja materiaalit” -painoalalla tärkeimmät ovat painoalaan sisältyvinä kehittämisaloina terästutkimus sekä kaivos- ja vuoriala. 

Oulun yliopiston kehittämisaloista ”Liiketoiminta ja talous” on tiedekunnan kannalta tärkeä kehitysalue.