A área de pesquisa do CTR fundamenta-se na investigação e análise das linguagens audiovisuais, bem como no estudo das questões históricas, políticas, sociais, econômicas e tecnológicas implícitas no desenvolvimento e consumo dessa produção simbólica. Uma característica importante das atividades de pesquisa desenvolvidas no CTR é sua frequente vinculação à produção artística e técnica de seu corpo docente, expressa através da criação de roteiros, bem como da concepção e participação na realização de obras documentais, experimentais e ficcionais de diferentes naturezas e formatos.

Situando-se na intersecção entre os campos da Comunicação (ciências sociais aplicadas) e das Artes, as pesquisas relacionadas ao estudo do Audiovisual comportam contribuições oriundas de áreas bastante distintas como a história, a estética, o estudo dos meios, a crítica, a semiótica, a sociologia, a antropologia, a economia, a informática e a engenharia, entre outras.

Em resposta à maior singularidade de seu campo de atuação, o CTR criou, em 2010, um programa autônomo de pós-graduação, o de Meios e Processos Audiovisuais, capaz de fazer face tanto às especificidades de seu campo quanto à articulação entre pesquisa e realização técnica e artística implícita em muitos dos trabalhos desenvolvidos.

A par de seu programa de Pós-Graduação, o departamento abriga diversos grupos de pesquisa criados e liderados por seus docentes (todos eles certificados pela USP e cadastrados no CNPq), entre os quais podemos destacar: