UNIST의 연구 경쟁력의 핵심은 최고의 연구자와 연구지원에서 찾을 수 있다. UNIST는 개교 초부터 ‘대학 수준은 곧 교원 수준’이라는 철학 아래, 성장잠재력과 비전이 큰 연구자 초빙에 힘썼다. 실제로 클래리베이트가 매년 분야별 상위 1% 연구자를 선정해 발표하는 ‘세계에서 가장 영향력 있는 연구자(HCR) 명단에 7~8명이 포함된다. 2021년 HCR에는 김광수, 로드니 루오프(2개 분야), 백종범, 석상일, 이현욱, 조승우, 조재필 등 8명의 교수가 선정됐다. 또 교수 평가 시 연구 영향력을 중심으로 ‘질적 평가’를 진행해 우수 논문 생산과 학계 파급력을 이끌어냈다.
2009년 개교와 동시에 구축해 운영 중인 연구지원본부(UCRF)도 UNIST 연구 경쟁력의 큰 축이다. 약 800억 원의 예산을 투입해 300여 종의 최첨단 장비를 구축하고, 이를 공용으로 쓸 수 있게 했을 뿐 아니라 60여 명의 전문운영인력을 뒀다. 최고의 장비를 석·박사급 인력이 상시로 운용하고 지원하는 환경은 우수한 연구실적으로 이어졌다.

UNIST는 빠르게 변화하는 기술혁신 시대에 대응하는 데에 힘쓰고 있다. 특히 4차 산업혁명 시대의 핵심인 인공지능(AI) 및 반도체 분야와 미래 신성장동력으로 꼽히는 바이오·의료 분야, 기후 위기에 대응할 탄소중립 분야 등에 집중하고 있다.
2020년 9월에 개원한 동남권 최초 ‘인공지능대학원’을 비롯해 2021년 9월 문을 연 ‘반도체소재부품대학원’은 최근 주목받고 있는 인공지능과 반도체 분야에서 지역 산업 현장을 바꿔놓고 있다. 올해 9월부터 신입생을 받는 ‘탄소중립대학원’은 전 세계의 화두로 떠오른 기후변화와 여기에 대응하는 탄소중립 분야에서 교육과 연구를 선도할 계획이다. 2023년 9월을 목표로 추진 중인 ‘UNIST 의과학원’은 미래 유망산업으로 꼽히는 바이오메디컬 분야를 이끌 ‘의과학자’를 양성하고 의료산업을 육성하기 위해 적극적으로 추진하고 있다.