主要研究有关计算的相对更抽象化，逻辑化和数学化的问题，例如计算理论，算法分析，以及程序设计语言的语义。尽管理论计算机科学本身并非一个单独的研究主题，从事这个领域的研究人员在电脑科学的研究者里自成一派。
定义和范围.根据Elesevier出版社《理论电脑科学杂志》（"Theoretical Computer Science"）的解释，理论电脑科学有着数学和抽象的本质，但动机来自实践和日常中的计算问题。它旨在理解计算的本质，并根据这种理解提供更有效率的方法。精确地限制定义理论计算机