Forschung muss heute interdisziplinär sein. Diese Maxime aller Fakultäten der TU Dortmund wird besonders in vier Profilbereichen national wie international sichtbar. Im Bereich „Produktion und Logistik“ entwickeln Forscher der TU Dortmund innovative Konzepte für die Werkstoff- und Materialverarbeitung und gestalten gemeinsam mit Experten des Fraunhofer Instituts für Materialfluss und Logistik das Management von Warenströmen und Produktionsprozessen. Der zweite Profilbereich „Chemische Biologie und Biotechnologie“ wird von mehreren starken Partnern getragen: Hier kooperieren Deutschlands größte Fakultät für Bio- und Chemieingenieurwesen, das Dortmunder Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie und die Fakultät Chemie mit weiteren Partnern. Im dritten Profilbereich „Modellbildung, Simulation und Optimierung komplexer Prozesse und Systeme“ arbeiten Informatiker, Mathematiker, Statistiker, Ingenieure und Wirtschaftswissenschaftler gemeinsam an der Modellierung technischer Prozesse und ökonomischer Entwicklungen. Ein vierter Schwerpunkt liegt in der „Jugend-, Schul- und Bildungsforschung“, die vielbeachtete Impulse für die nationale und internationale Bildungspolitik liefert.
Der TU Dortmund standen 2010 rund 64 Millionen Euro Drittmittel für die Forschung zur Verfügung. Eine herausragende Leistung stellt die Einwerbung von mehreren Sonderforschungsbereichen, Transregios, Forschergruppen und Schwerpunktprogrammen der Deutschen Forschungsgemeinschaft dar. Besonders erfolgreich sind hier die Fakultäten Maschinenbau, Bio- und Chemieingenieurwesen, Statistik und Informatik. Fördergelder ermöglichen Kooperationen mit innovativen Unternehmen der Region und Verbundforschung an Großgeräten. So forschen Wissenschaftler der TU am Teilchenbeschleuniger CERN in Genf und arbeiten an internationalen Bildungsstudien wie „TIMSS“ mit.
Die eingeworbenen Drittmittel unterstützen auch den wissenschaftlichen Nachwuchs, dem die TU Dortmund beste Promotionsmöglichkeiten in DFG-Graduiertenkollegs, NRW-Forschungsschulen und weiteren geförderten Promotionsprogrammen bietet.