Los principales campos de investigación del profesor Sergio Cuenca son la Tolerancia a Fallos, los Sistemas Embebidos, la Computación Reconfigurable y la Visión por Computador. En todos estos campos, el objetivo es combinar la investigación con la transferencia de conocimiento. Además el profesor Cuenca trabaja activamente en la formación de nuevos investigadores y en la gestión de investigación a través de la dirección de proyectos y de la participación en diversas instituciones universitarias.

 Sergio Cuenca es co-autor de más de 75 artículos indexados en WoS/Publons, 33 de ellos publicados en revistas internacionales indexadas en el JCR (Q1:12, Q2:9). Ha sido editor de 6 proceedings de conferencias científicas y es autor de 3 capítulos en libros de investigación y más de 50 publicaciones en conferencias internacionales.

Ha participado en 16 proyectos de investigación de convocatorias públicas, de ellos ha sido investigador principal en 5 proyectos. También ha dirigido 4 contratos de investigación (Art 83 de la LOU) y trabaja desde hace más de 5 años como evaluador de proyectos para la Agencia Española de Investigación (AEI).

Como investigador ha realizado 4 estancias cortas en diversas instituciones y universidades de prestigio (UFRGS, Brasil; CUJAE, Cuba). Ha sido director de 7 tesis doctorales, 2 de ellas en co-tutela internacional. Una de estas tesis fue galardonada con el premio McCluskey de la IEEE TTTC council a la mejor tesis Latinoamericana. Otra de ellas consiguió el premio extraordinario de doctorado.

Ha impartido más de 10 materias distintas en distintos grados y ha participado en 2 máster oficiales y 2 programas de doctorado. Además ha impartido diversos cursos por invitación en otros tantos máster con certificado de calidad del Ministerio de Educación y 6 cursos de postgrado en el CSIC.

También ha dirigido más de 15 TFG/TFM de alumnos de los grados de Ing. Informática, Ing. Robótica e Ing. en Telecomunicaciones.

Respecto de la gestión académica y de la investigación, el profesor Cuenca ha sido director del Máster Oficial Universitario en Tecnologías de la Información durante 3 años. Además ha sido director del Instituto Universitario de Investigación en Informática durante 3 años, instituto que agrupa a más de 100 doctores de la UA.