Els sistemes complexos es caracteritzen per fenòmens emergents i col·lectius de moltes unitats que interactuen entre sí. La comprensió bàsica d’aquests sistemes i el paradigma micro-macro prové de la Física Estadística juntament amb els Mètodes Computacionals, la Mecànica Quàntica, la Teoria de la Informació, les Xarxes Complexes, l’Anàlisi de Dades Grans i la Teoria de Sistemes Dinàmics, que engloben l’estudi de la dinàmica no lineal, el caos i l’efecte de les fluctuacions i els esdeveniments aleatoris en l'evolució del sistema.
Aquesta línia d’investigació de caràcter exploratori és la columna vertebral de l’IFISC. Desenvolupem nous conceptes i mètodes per l’estudi del Sistemes Complexos i analitzem fenòmens genèrics com la sincronització, les transicions de fase, les inestabilitats de no equilibri, la formació de patrons espaciotemporals i la dinàmica i evolució de xarxes complexes.