Úkolem oddělení teoretické ekologie je základní výzkum v oborech zahrnujících evoluční ekologii (především evoluci životních strategií), populační dynamiku (obzvláště systémy dravec-kořist a rostlina-opylovač) a stabilitu ekologických společenstev pomocí teoretického, experimentálního a terénního přístupu, a předávat tyto znalosti dále prostřednictvím výuky a publikací. Výsledky tohoto výzkumu nacházejí své aplikace v ochraně biodiverzity, ochraně přírody a v biologické kontrole škůdců. V současnosti jsou hlavními modelovými skupinami terestrické orchideje, mšice a afidofágní hmyz.