伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校强调学术研究，2013年，仅在科学及工程方面的研发费用就达到7.43亿美元。

       该大学从美国国家科学基金会（NSF）获得研究经费量年年在全美名列第一，SCI论文总数在全美名列前5位。位於该大学的美国国家超级计算应用中心（NCSA）在高性能计算、网路和资讯技术的研究和部署领域，一直处于世界领先的地位。大学不仅设有逾150个研究中心、实验室及研究所，而且教员多是国家级学术机构的杰出会员，这些国家级学术机构包括美国国家科学院、美国国家工程学院、美国人文与科学院等等。

       建校以来，伊利诺伊大学厄巴纳―香槟分校取得了举世瞩目的科学成就，造就了无数国家栋梁和社会精英。特别是进入二十世纪以后，1940年唐纳德·克斯特在伊利诺伊大学建立了世界上第一个电子感应加速器；其后厄巴纳―香槟分校研制出了世界上第一台数字计算机伊利埃克一号；教授约

       翰·巴丁发明晶体管、提出低温超导理论（BCS理论），历史上第一次在同一领域（固态理论）中两次获得诺贝尔奖；教授哈肯与阿佩尔合作在计算机完成了四色定理的证明；校友马丁·艾伯哈德是世界第一电动汽车公司Tesla的创始人之一。世界知名视频分享网站Youtube也是由该校校友陈士骏，贾·卡林姆联合创建。网络神童马克·安德森在该校设计出第一个网络浏览器软件Mosaic（莫塞克）及Netscape（导航者），使得互联网真正实现了大众化；校友杰克·基尔比首创的集成电路是信息时代最为重要的一项发明；校友姚期智是首位图灵奖华人得主；华罗庚曾任该校教授；敢讲真话的清华大学水利系教授黄万里是该校博士；参与研制人工合成牛胰岛素的北大化学系教授邢其毅也是该校博士；竺可桢早年曾在该校攻读农学；菲律宾前总统拉莫斯是该校土木工程硕士；一度超过比尔·盖茨成为世界首富的甲骨文公司董事长兼首席执官拉里·埃里森曾在该校读书；AMD创始人兼首席执官杰里·桑德斯是该校电子工程学士；通用电气董事长兼首席执官杰克·韦尔奇是该校化工博士；两获奥斯卡金像奖最佳导演李安是该校戏剧系学士。

       截至2019年，伊利诺大学厄巴纳―香槟分校共有23位教授及校友荣获过诺贝尔奖（其中有11位毕业自该校），在美国公立大学中仅次於加州大学伯克利分校；还有28位教授及校友 荣获过普利策新闻奖（其中校友24位 ）；2位校友荣获过图灵奖（被视为是计算机科学界的诺贝尔奖）；1位教授荣获过菲尔兹奖（被视为是数学界的诺贝尔奖），11位教授荣获过美国国家科学奖章。现任教授中有2位普利策奖得主、22位美国国家科学院院士、28位美国国家工程院院士。