Από το 1994, το Τμήμα Έρευνας και Ανάπτυξης συμμετέχει σε εθνικά και ευρωπαϊκά προγράμματα και συνδέει συστηματικά τη σχολική πράξη με τη σύγχρονη εκπαιδευτική έρευνα. Κεντρικοί άξονες της δραστηριότητας του Τμήματος Έρευνας και Ανάπτυξης είναι η αξιοποίηση τεχνολογιών αιχμής και ο σχεδιασμός καινοτόμων εκπαιδευτικών προγραμμάτων και υλικού. Τα προγράμματα αυτά αποτελούν προϊόν διεπιστημονικής συνεργασίας ειδικών από τους τομείς της πληροφορικής, της τεχνολογίας, της παιδαγωγικής, της διδακτικής και της παιδαγωγικής ψυχολογίας, διασφαλίζοντας υψηλό επίπεδο επιστημονικής τεκμηρίωσης και παιδαγωγικής εγκυρότητας.
Οι δράσεις του Τμήματος εκτείνονται σε ένα ευρύ φάσμα πεδίων, όπως η διερευνητική και συνεργατική μάθηση, η αξιοποίηση ψηφιακών εργαλείων, η παιδαγωγικά τεκμηριωμένη ένταξη της τεχνητής νοημοσύνης στην εκπαιδευτική διαδικασία, η περιβαλλοντική εκπαίδευση και η βιωσιμότητα, η βιομιμητική, καθώς και η ανάπτυξη δράσεων STEM.
