Estas áreas de investigação estão entre as mais activas e com maior impacto em Astronomia e Astrofísica. A investigação no CAAUL tem, como se disse, uma forte componente observacional que se traduz no facto do CAAUL ter vindo a conseguir quantidades importantes de tempo de observação na maior parte dos telescópios internacionais. Os investigadores do CAAUL dominam técnicas de Astronomia em praticamente todos os comprimentos de onda, dos raios-X às ondas de rádio, e utilizam imagem, fotometria e espectroscopia.
Do ponto de vista teórico, há a assinalar a investigação em Cosmologia (modelos cosmológicos e lentes gravitacionais) que inclui recentemente trabalho sobre a "Aceleração do Universo tardio: Energia escura e gravidade modificada."