Hoạt động nghiên cứu của CSAIL được tổ chức xung quanh một số nhóm nghiên cứu bán tự chủ, mỗi trong số đó được lãnh đạo bởi một hoặc nhiều giáo sư hoặc các nhà khoa học nghiên cứu. Các nhóm này được chia thành bảy lĩnh vực nghiên cứu chung:

• Trí tuệ nhân tạo
• Tính toán sinh học
• Đồ họa và thị giác máy tính
• Xử lý ngôn ngữ tự nhiên và máy học
• Lý thuyết về tính toán
• Robot học
• Hệ thống (bao gồm kiến trúc máy tính, cơ sở dữ liệu, Hệ thống phân tán, mạng và hệ thống nối mạng, Hệ điều hành, phương pháp lập trình, và công nghệ phần mềm trong những thứ khác)

Ngoài ra, CSAIL còn tổ chức World Wide Web Consortium (W3C).