Les élèves-ingénieurs de l'Ensimag peuvent découvrir la recherche dès la 2e année en suivant le module TER (Travaux d'Etude et de Recherche). Ils peuvent ensuite suivre en 3e année un parcours au sein des Masters qui prolongent les grands thèmes de l'école. Ce cursus constitue une porte d'entrée privilégiée aux trois années dédiées à la préparation d'une thèse de doctorat. Entre 10 et 15% des ingénieurs diplômés Ensimag s'engagent dans cette voie et les laboratoires liés à l'école accueillent chaque année près de 200 doctorants.

En 2e année : s'initier à la recherche avec le module TER.
Ce module a pour objectif de permettre aux étudiants de participer à une activité de recherche dans un laboratoire, pendant tout le 2e semestre. Chaque étudiant est encadré par un chercheur, et travaille 1/2 journée par semaine sur un sujet précis dont il présente les résultats lors d'une soutenance orale et dans un rapport écrit.  

En 3e année : suivre un parcours au sein des masters partenaires.
Dans ce cas, l'étudiant suit les cours du master, et quelques cours en SHEME (Sciences du management et de l'entreprise) pour l'obtention du diplôme d'ingénieur Ensimag.