Opetuksen lisäksi toinen perustehtävämme on tutkimus-, kehitys- ja innovaatiotyö (tki-työ). Tki-työllä tuemme Oulun seudun ja koko Pohjois-Suomen kehitystä. Tuotamme uutta osaavaa työvoimaa, tuemme yritystoimintaa, kehitämme innovaatiotoimintaa sekä lisäämme kansainvälistä vuorovaikutusta.
Tki-työtä ohjaavat Oamkin strategiassa 2015 
[.pdf] määritellyt painoalat ja kehittämiskohteet:
- Internet- ja tietoteknologiapohjaiset innovaatiot ja palvelut
- Kestävät tuotanto-, elinympäristö- ja energiaratkaisut
- Terveyden ja hyvinvoinnin edistämisen uudet toimintamallit
- Kulttuurin uudet sisällöt ja elämykset
- Kansainvälisyys
- Yrittäjyys
- Kestävä kehitys
Oamkin tki-työtä ohjaa oman strategian lisäksi Oamkin, Oulun kaupungin, Oulun yliopiston, VTT:n ja Technopolis Oyj:n muodostama strateginen sopimus, Oulun innovaatioallianssi. Innovaatioallianssin tavoitteena on pitää Oulu maailmankartalla tunnettuna innovaatiokeskuksena. Oamk on muiden perustajajäsenten tavoin sitoutunut keskittämään toimintaansa sovituille innovaatioaloille, investoimaan sovittuihin infrastruktuureihin ja kehittämään mekanismeja yhteiseen käyttöön. Kohdealat ovat internet-tutkimus (CIE), painettu elektroniikka (PrintoCent) ja kansainvälinen liiketoiminta (MAIGBE).