Para o ICEI, a pesquisa é algo essencial ao seu trabalho e, assim, a PUC Minas, há décadas, incentiva professores e alunos de graduação e de pós-graduação a ir em busca de novos conhecimentos. Os Grupos de Pesquisa do instituto também desenvolvem ativamente estudos sobre suas áreas de conhecimento, como o grupo Circo da Física, o Gaia – Grupo de Astronomia e Astrofísica, o LICAP – Laboratório de Inteligência Computacional Aplicada e o VIPLAB – Laboratório de Processamento de Informação Audiovisual.
A Extensão Universitária, como atividade-fim integrada ao ensino e à pesquisa, é um dos lugares de exercício da função social da PUC Minas. Ao possibilitar a articulação da academia com a sociedade, o ICEI trabalha em prol da promoção da cidadania, da inclusão e do desenvolvimento social.