El PDETAU cuenta con cinco líneas de investigación:

Línea 1:  Gran escala o entorno

En su discurso de ingreso en la Real Academia de Bellas Artes de San Fernando, uno de los profesores del equipo de investigación de este programa describía la Tierra como un planeta fabricado. Desde su aparicion, el hombre no ha dejado de modificar la corteza terrestre tallándola para la extracción de recursos naturales o tatuándola con la esperanza de establecer contacto con el mundo exterior. Y sobre las huellas físicas se proyecta además la sombra de un patrimonio inmaterial no menos importante. 

Línea 2:  Integración sobre lo existente

En esta línea se acota la escala de intervención a un entorno próximo. Interesa la investigación sobre los modos de intervenir con las herramientas actuales en contextos con memoria de otros momentos y circunstancias. No se trata de emular el pasado, sino de establecer un diálogo que pueda ponerlo en valor sin renunciar a las demandas de la sociedad actual. Las nuevas tecnologías de la arquitectura deben incorporarse sin complejos pero atendiendo al soporte preexistente.  

Línea 3:  Investigación formal o material

Con el desarrollo de nuevas TIC, los hábitos de aprender, trabajar, producir, consumir o relacionarse no han dejado de transformarse. Por otro lado, determinadas tendencias formales o materiales son una consecuencia directa de las herramientas con las que se han diseñado, y esto sucede en la actualidad con la aparición de potentes herramientas informáticas que definen nuevas tendencias formales o posibilitan la incorporación de nuevos materiales. 

Línea 4:  Implicación social

El compromiso de los arquitectos con la sociedad de cada momento se manifiesta ahora, en la conyuntura de la actual crisis económica, con la irrupción de varios grupos de arquitectos con una nueva forma de entender la profesión. Colectivos de arquitectos emergentes como Basurama, VIC, Zuloark, Todo por la Praxis o Husos, muchos de ellos egresados de esta escuela e incorporados a ella como profesores invitados o de plantilla, definen un renovado perfil: el de un arquitecto consciente de la escasez de recursos, interesado por la reutilizacion de materiales, elementos y soportes existentes y coloborativo y abierto a una relación proactiva con el usuario. 

Línea 5:  Docencia en arquitectura

Desde 2010 la prestigiosa y más veterana revista internacional del área de arquitectura, The Architectural Review, ha incorporado en su índice una sección dedicada a la docencia en arquitectura. Desde 2008, con la puesta en marcha del Máster Universitario en Proyectos Arquitectónicos Avanzados de la UPM, profesores de esta escuela que pertencen al equipo de investigación de este Programa de Doctorado han coordinado el seminario Diálogos docentes y coordinan el taller de mayor éxito del máster: Estrategias de innovación y formación en la docencia de proyectos.