Der Lehrstuhl für Diskrete Optimierung wurde zum Wintersemester 2004/05 neu gegründet mit dem Ziel, das Profil der Universität Dortmund in diesem Bereich zu erweitern und zu stärken. Zum Wintersemester 2009/10 hat Prof. Dr. Christoph Buchheim den Lehrstuhl als Nachfolger von Prof. Dr. Martin Skutella übernommen.
Die Forschungsbereiche des Lehrstuhls sind die Diskrete und die Kombinatorische Optimierung, wobei ein Schwerpunkt auf der ganzzahligen oder gemischt-ganzzahligen nichtlinearen Optimierung liegt. Dabei bestehen enge Verbindungen zu Forschungsgebieten in der Informatik und in den Ingenieurwissenschaften. Diskrete Optimierungsprobleme entstehen in vielen Anwendungsgebieten, zum Beispiel in den Bereichen Produktion und Logistik oder in der Elektrotechnik. Bei der Optimierung über diskreten Strukturen spielt auch die theoretische Untersuchung dieser Strukturen eine wichtige Rolle. Oft führen abstrakte mathematische Resultate in der Praxis zu deutlich schnelleren Algorithmen.
In der Lehre wurde seit Gründung des Lehrstuhls insbesondere ein Vorlesungszyklus über Mathematische Programmierung und Kombinatorische Optimierung etabliert, der sich hauptsächlich an Studierende der Studiengänge Mathematik und Wirtschaftsmathematik richtet. Darüber hinaus beteiligt sich der Lehrstuhl verstärkt an der Mathematik-Ausbildung für Studierenden der Informatik.