Vários fenômenos têm como característica comum a evolução e adaptação. As equações que os descrevem têm sido estudadas intensivamente. Essa linha desenvolve aplicações que se fundamentam nessas equações, estimulando a investigação interdisciplinar com ênfase em problemas de circulação oceânica e atmosférica, dispersão de poluentes e previsão meteorológica

Esta é uma linha de pesquisa bem consolidada no LNCC e que tem originado uma série de projetos de caráter multidisciplinar envolvendo forte conteúdo de modelagem, análise e computação.

Os objetivos básicos desta linha resumem-se em fazer avançar os conhecimentos nas áreas de bioinformática, genômica, modelos de sistemas biológicos (micro e macro-sistemas), modelagem molecular, bio-complexidade.

Esta linha de pesquisa tem como foco investigar importantes problemas de controle e filtragem de sinais em sistemas dinâmicos. Ênfase é dada à questões teóricas fundamentais como também aplicações em importantes problemas práticos.

Esta linha tem dois eixos principais. Um que se refere ao desenvolvimento de algoritmos e visualização para a solução de sistemas não lineares e complexos, e outro que se concentra no desenvolvimento de técnicas modernas de computação de alto desempenho.