O PPGAO é um Programa Administrativo que viabiliza o afluxo de oficiais militares da ativa da Aeronáutica, do Exército ou da Marinha, provenientes de qualquer região do país, para ingressarem em um dos programas de Pós-Graduação do ITA. As linhas de pesquisa do PPGAO são relacionadas a Aplicações Operacionais da Força Aérea, conforme listado a seguir.
Área que fornece bases metodológicas para a identificação de grupos de variáveis que afetam os problemas inerentes aos teatros de guerra, para a caracterização, dimensionamento e modelagem dos fenômenos de interesse.
Área que estuda as ferramentas de apoio à decisão, os sistemas computacionais e as infraestruturas críticas para o suporte das atividades operacionais nos diversos domínios onde a informação gera vantagem operacional.
Área que estuda a energia eletromagnética em seus diversos espectros para a aquisição de vantagem competitiva em relação a um oponente em ambiente operacional.
Área que compreende os conhecimentos necessários à pesquisa, desenvolvimento e gerenciamento de artefatos bélicos, sensores e sistemas para aplicação em operações da Força Aérea Brasileira.
Área que contempla o conjunto de estudos voltados à tecnologia de prevenção e proteção contra ameaças e ao monitoramento, controle, tratamento ou mitigação de efeitos danosos de agentes QBRN.