Desenvolve projetos voltados a tecnologias de otimização e controle avançado de processos, além de pesquisas de longa data em parceria com as áreas de Processos de Separação e de Engenharia Bioquímica.  Um foco comum do grupo é a aplicação de análise de comportamento de sistemas (análise numérica de bifurcações), otimização (maximização de lucro e minimização de impactos ambientais), avaliação de segurança industrial e utilização dos modelos para aperfeiçoamento de estratégias de controle de processos baseadas em modelos. Na área de otimização de processos, um dos usos mais comuns para os modelos desenvolvidos é a determinação de maneiras ótimas de projetar e operar processos com interesse industrial. As pesquisas enfocam a determinação de condições ótimas de operação de plantas industriais e o desenvolvimento de algoritmos de otimização associados a estas aplicações. No que se refere às atividades do núcleo relativas a controle de processos, têm-se pesquisas no desenvolvimento teórico e em aplicações experimentais de sistemas de controle. Dentre as várias áreas com pesquisas, destacam-se controle preditivo robusto, controle adaptativo, controle de plantas inteiras, controle tolerante e monitoramento de desempenho, e controle de alto desempenho e de transição. O grupo tem dedicado também ênfase no desenvolvimento de métodos numéricos aplicáveis a problemas algébrico-diferenciais e ao desenvolvimento e aprimoramento de softwares livres na resolução de problemas da Engenharia Química. Na área de modelagem de processos químicos e bioquímicos, o núcleo desenvolve modelos para várias aplicações, desde abordagens puramente fundamentais até modelos com bases em inteligência artificial, redes neuronais e fluidodinâmica computacional.