Cấu trúc dữ liệu nghiên cứu các phương pháp tổ chức, lưu trữ và quản lý dữ liệu trong chương trình và hệ thống máy tính nhằm bảo đảm việc xử lý thông tin diễn ra hiệu quả và có hệ thống. Trong thực tiễn lập trình, những vấn đề như tối ưu thời gian xử lý, tiết kiệm bộ nhớ, khả năng mở rộng và độ tin cậy của chương trình đều gắn liền với việc lựa chọn và sử dụng cấu trúc dữ liệu phù hợp. Lĩnh vực này tập trung làm rõ mối quan hệ giữa dữ liệu và thuật toán, cũng như những đánh đổi giữa hiệu năng, độ phức tạp và tính linh hoạt trong thiết kế phần mềm.