A l'instar des autres disciplines scientifiques, L'IA se donne pour but d'étudier et de comprendre les phénomènes et les processus qui interviennent dans son champ d'investigation. Des hypothèses sont formulées à partir de théories proposées, des expérimentations sont réalisées pour valider ou infirmer les idées avancées, des modèles sont créés pour rendre compte des manifestations observées... ou que l'on va observer.
Une nuance toutefois : la compréhension visée nécessite l'élaboration de modèles suffisamment précis pour admettre une description sous une forme mathématique, au mieux sous l'aspect d'algorithmes convertibles en programmes informatiques.