Tietojenkäsittelyteoria kehittää ja soveltaa matemaattisia menetelmiä tietojenkäsittelytehtävien systemaattiseen mallintamiseen, analysointiin ja ratkaisuun. Tietojenkäsittelyteoreettisilla menetelmillä on keskeinen asema esimerkiksi ohjelmointikielten ja niiden kääntäjien kehittämisessä, ohjelmistojärjestelmien suunnittelutekniikoissa, rinnakkaisten tietokonearkkitehtuurien suunnittelussa, kryptografiassa, tietoliikenneverkkojen reititysalgoritmeissa ja protokollissa sekä VLSI-suunnittelussa.

Klassisia tietojenkäsittelyteorian osa-alueita ovat mm. formaalit kielet ja kieliopit, algoritmiteoria ja laskettavuus, automaattiteoria, sanojen kombinatoriikka, formaalit menetelmät, rinnakkaislaskennan mallittaminen ja verifiointi sekä laskennallinen logiikka.

• Aho, Alfred V., Lam, Monica S.,Sethi, Ravi, & Ullman, Jeffrey D.: Compilers: principles, techniques, and tools. 2nd Ed. Pearson new international edition. Harlow: Pearson Education Limited, 2014. ISBN 978-1-292-02434-9. (englanniksi)
• Hyvönen, Eero: Tietojenkäsittelyteorian käsiterakenteet ja luonnollisen kielen ymmärtämisen mallintaminen. (Psykolingvistisiä kirjoituksia III - Psykolingvistiska studier III - Psycholinguistic Papers III) AFinLAn vuosikirja, 1982, 12. vsk, s. 17-31. Suomen soveltavan kielitieteen yhdistys AFinLA ry.