Ամբիոնի հիմնական գիտական ուղղություններն են պատահական պրոցեսներ և նրանց կիրառություններ, հերթերի տեսություն, ստոխաստիկ երկրաչափություն, վիճակագրական գնահատականների տեսություն, հավանականային մոդելներ կենսաինֆորմատիկայում: