正如“运筹学”这一名称本身所示，“作业”是这门学科的核心概念。不过在学科内部，这一术语有严格限定的含义。由于运筹学最初是为支持军事决策而发展起来的，该术语的含义更接近“军事行动”。运筹学中建模的对象就是作业——一种有目的的、可控的活动，它在给定约束下动用一定的资源。
作业是由统一意图支配、旨在达成既定目标的有组织的行动（文采尔）。
由这一定义可以看出两个值得注意的特点。
第一个特点是：作业在本质上属于活动，它依托三个成分——目标、手段，以及活动的客体（活动所指向的东西）。
第二个特点是：作业可以表示为行动的系统，或表示为目标定向的系统。“统一意图”这一概念意味着存在某种计划，以及为制定该计划所付出的努力。
作业永远是可控的行动：决策者决定如何选取作业的某些参数，而这些参数的选择影响目标的达成。取决于决策者的那些参数的具体选取，就构成决策。最优决策是按某一准则优于其他方案的决策。运筹学的方法正是为定性和定量地论证最优决策而设计的。
随着作业规模与复杂程度的增长，人们越来越多地面对“复杂系统”的最优控制课题——这类系统由大量要素与子系统构成，并按层次原则加以组织。运筹学与系统方法、决策理论紧密相连。