Mes recherches ont une visée à la fois théorique et pratique.  Sur le plan théorique, je me suis intéressé à l’aspect prosodique et rythmique du langage oral et mes travaux ont démontré comment certaines structures universelles sont issues de contraintes sur la production et la perception de la parole.  Cette recherche remet en question la pratique très présente dans la littérature et même en neuroscience d’analyser le langage oral par le biais de l’écrit et de concepts orthographiques. Sur le plan appliqué, mes travaux ont porté sur le développement de nouvelles applications paralégales et paramédicales (populations normales et cliniques) des sciences de la parole et de la voix. Les méthodes instrumentales que j’utilise dans mon laboratoire incluent l’analyse acoustique, différents instruments pour observer les aspects aérodynamiques et cinétiques de la parole, l’EMG et l’EEG.

Les principaux intérêts de recherche d'Igor Mel’čuk, sont axés sur la théorie linguistique générale (sémantique, syntaxe et morphologie), à la lexicographie (en particulier française), aux études russes, à la description de langues exotiques (africaines, australiennes, sibériennes, caucasiennes) et au traitement du langage naturel en intelligence artificielle.

Il est plus particulièrement connu pour son développement de la Théorie Sens-Texte.