La ricerca al Gemelli ART ha tre principali campi di interesse: Clinica, Data Mining, Tecnologia. Presso il Gemelli ART sono attivi due laboratori dedicati alla ricerca, chiamati KBO-Labs (“Knowledge-Based Oncology Laboratories”)
La Knowledge-Based Oncology (KBO – Oncologia Basata sulla Conoscenza) è un nuovo paradigma che si propone di offrire un modello decisionale a partire da dati clinici, biologici, di immagini diagnostiche e di trattamento, demografici, per predire il risultato clinico per ciascun paziente, e in grado di offrire un sistema decisionale più trasparente e riproducibile ai clinici.
I due KBO-Labs sono un valido supporto alla Oncologia Basata sulla Conoscenza per applicare la conoscenza medica avanzata ad ogni singolo paziente.

Il Laboratorio di data mining è specializzato in Statistica e Metodi avanzati di machine learning che consentono l'analisi giornaliera dei dati, con particolare attenzione alla preservazone della Privacy dei pazienti. Questi programmi consentono la produzione di supporti alla decisone clinica attraverso l’analisi continua di dati raccolti tra le varie istituzioni evitando qualsiasi scambio di dati sensibili dei pazienti, preservando efficacemente la privacy dei pazienti.
Il Laboratorio di Radiomica è dedicato allo studio delle immagini mediche, alla loro rappresentazione e manipolazione in un ambiente a tecnologia informatica avanzata. La Radiomica si occupa principalmente della ricostruzione di immagini, contorni, analisi della forma e della tessitura, estrazione di nuovi indicatori al fine di alimentare il flusso di informazioni da utilizzare nel data mining per ulteriori studi, come ad esempio la realizzazione di modelli di supporto alla decisione clinica, analisi di sopravvivenza, e identificazione di sottogruppi con particolari caratteristiche cliniche.
Il Gemelli Art è un nodo attivo in una rete scientifica nazionale e internazionale che supporta la qualità della ricerca come testimoniato da numerose pubblicazioni su riviste altamente qualificate. Nel corso degli ultimi 4 anni abbiamo prodotto circa 150 pubblicazioni, alcuni dei quali pubblicati sulle più importanti riviste di letteratura medica internazionale.
Nel Gemelli ART è attivo un programma di Dottorato di Ricerca in Oncologia avanzata al quale sono iscritti medici specialisti e ingegneri.