A Divisão de Pesquisa (DP) tem por atribuição o planejamento, a coordenação e o controle da execução dos projetos e das atividades de pesquisa e desenvolvimento em prol do Sistema de Controle do Espaço Aéreo Brasileiro (SISCEAB). Além disso, também compete à DP o fomento à pesquisa e inovação alinhadas com os interesses do DECEA
A Subdivisão de Pesquisa e Desenvolvimento (PPD) é responsável por planejar, coordenar e gerenciar os projetos e as atividades de pesquisa e desenvolvimento conduzidos pelo ICEA no âmbito do SISCEAB, bem como promover a aplicação do conhecimento adquirido e dos resultados alcançados em decorrência de pesquisa, desenvolvimento e inovação, realizados no âmbito da Divisão de Pesquisa (DP). Além disso, também compete à PPD avaliar as propostas de pesquisa dos setores subordinados e assessorar quanto à realização de novos projetos, estudos ou atividades de pesquisa, desenvolvimento e inovação, bem como a descontinuidade de projetos em andamento.
A Subdivisão de Gestão da Inovação (PGI) é responsável por fomentar a pesquisa e inovação alinhadas com os interesses do DECEA, por coordenar a execução dos processos, atividades e atribuições relacionadas à Gestão da Inovação Tecnológica, no âmbito do ICEA. Além disso, a PGI é responsável por supervisionar os processos para o estabelecimento de parcerias institucionais e a formalização de relacionamento com Fundações de Apoio para suporte à realização de projetos de CT&I. Também compete à PGI realizar estudos prospectivos com fins de identificar empresas, universidades e centros de pesquisa com potencial para celebração de acordos de parceria.