Die Theoretische Informatikerforscht und entwickelt Konzepte zur Darstellung von Geräten und Prozessen als formal logische Systeme; damit ist sie die Grundlage für die Programmierung.

Die Formalisierung geschieht auf zwei Ebenen: Einerseits müssen Symbole gefunden werden, die für reale Vorgänge stehen können( z.B. Zahlen oder Zeichen meist auf digitaler Basis).

Andererseits müssen formal logische Verbindungen zwischen diesen Symbolen festgelegt werden. Hat man logische Symbole erst formal analysiert und entschieden, wie sie sinnvoll zusammenarbeiten können, lässt sich erkennen, ob PC bestimmte Probleme überhaupt lösen können.

Einen wichtigenStellenwert nehmen dabei die Algorithmen ein, die Musterlösungen für häufige und schwierige Aufgaben bereitstellen.

Die theoretische Informatik befasst sichdaher insbesondere mit der Geschwindigkeit und dem Speicherverbrauch solcher Algorithmen.