Søren Dinesen Østergaard leder forskningsenheden under Afdeling for Depression og Angst ved Aarhus Universitetshospital, Psykiatrien. Hans egen forskning fokuserer primært på at forbedre behandlingen af svær psykisk sygdom via udvikling, validering og implementering af kliniske værktøjer baseret på psykometri og kunstig intelligens.