大数据处理与机器学习实验室主要研究方向包括大数据处理与数据挖掘算法（如图数据挖掘、社交网络分析等）、机器学习理论及应用（如优化理论、强化学习、图神经网络，表征学习等）、数据隐私与信息安全（如差分隐私理论、联邦学习）、计算经济学等。所关注的研究方向均为当前IT领域的前沿热门方向。目前已在包括CCF A类的国内外顶级学术期刊和会议发表论文近百篇，如PVLDB、ICDE、MobiHoc、IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering、IEEE INFOCOM、IEEE Transactions on Mobile Computing、 IEEE/ACM Transactions on Networking、IEEE Transactions on Computers、IEEE Communications Magazine等，曾承担包括科技部科技创新2030“新一代人工智能”重大项目、国家自然科学基金面上和青年项目、国家自然科学基金联合基金重点支持项目、新加坡教育部MOE AcRF Tier 1、Tier 2项目、国家973项目等多项重要科研项目。实验室培养的学生已到华为，字节跳动，中科院，招商银行，网易，百度等国内著名公司和单位以及CMU、UC Berkeley、OSU、HKU等国内外知名高校深造。
实验室主页：http://staff.ustc.edu.cn/~hankai/
