Die Abteilung Lehr-Lern-Forschung befasst sich in Lehre und Forschung mit dem Lernen von Individuen, mit Möglichkeiten zu dessen Förderung und mit Randbedingungen der Wirksamkeit solcher Fördermaßnahmen. Besondere Berücksichtigung erfahren dabei die Möglichkeiten, die sich durch den Einsatz digitaler Technologien und insbesondere künstlicher Intelligenz bieten. Außerdem werden vielfältige Merkmale der Lernenden, der Lernumgebung sowie des sozialen Umfelds einbezogen und Berührungspunkte mit Nachbardisziplinen (z. B. Bildungssoziologie, Fachdidaktiken) für eine interdisziplinäre Bearbeitung genutzt. Dadurch leistet die Abteilung einen substanziellen Beitrag zum Profilfeld 1 „Bildung und gesellschaftliche Teilhabe“ und Profilfeld 3 „KI im Alltag“ des Forschungsprofils der Universität Hildesheim. 
Im Sinne nutzenorientierter Grundlagenforschung werden die genannten Themen insbesondere in den Bereichen des Lehrens und Lernens in Schule, Hochschule und Erwachsenenbildung untersucht. Untersucht wird auch das Lernen (angehender) Lehrkräfte und anderer Personen im Bildungssystem und die Rolle von Kompetenzen und weiteren Merkmalen dieses Personenkreises für die Effektivität ihres professionellen Handelns.

Die Abteilung umfasst folgende Arbeitsgruppen: