Tietojenkäsittelytieteen laitos muodostettiin 1.1.2008 yhdistämällä silloisen Teknillisen korkeakoulun informaatiotekniikan ja tietojenkäsittelyteorian laboratoriot. Nykyisin laitos kuuluu vuoden 2011 alussa muodostettuun Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakouluun.
Laitoksen tutkimus ja opetus painottuvat tekniikan ja tieteen haastavien sovellusten tarvitsemiin edistyneisiin laskennallisiin menetelmiin. Laitoksella kehitetään tehokkaita tietojenkäsittelytekniikoita mm. suurten, moniulotteisten tietoaineistojen analysointiin sekä kompleksisten ohjelmisto- ja tietoverkkosovellusten mallintamiseen ja suunnitteluun.
Laitoksessa toimii kolme kansallista tutkimuksen huippuyksikköä: Laskennallisen päättelyn huippuyksikkö sekä osa Algoritmisen data-analyysin huippuyksikön ja Molekylaarisen systeemi-immunologian ja fysiologian huippuyksikön tutkimusryhmistä. Laitos osallistuu myös Tietotekniikan tutkimuslaitos HIITin ja Euroopan teknologiainstituutin EIT:n ICT-yksikön toimintaan. Laitos kuuluu eurooppalaisten tietojenkäsittelytieteen laitosten muodostamaan Informatics Europe -verkostoon.
Kansainvälisille opiskelijoille laitos tarjoaa opetusta neljässä maisteriohjelmassa: Bioinformatics, Foundations of Advanced Computing, Machine Learning and Data Mining sekä Systems Biology.