Die semantischen Technologien aus THESEUS sollen Menschen die Informationsbeschaffung erleichtern, indem sie große Mengen an unzusammenhängenden Datensätzen und Diensten schnell und intelligent finden und vernetzen. Dadurch schafft THESEUS die Grundlage für die Entwicklung neuer Dienstleistungen im World Wide Web. Computerprogramme können so Informationen nicht nur über Schlagwörter finden, sondern auch eigenständig deren Bedeutung verstehen und sie in Beziehung zu anderen Informationen setzen.

In THESEUS arbeiteten unter anderem Fraunhofer-Forscher an Verfahren zur Text-, Bild- und Videoverarbeitung sowie an Software zur semantischen Suche in Multimedia-Archiven. So kann ein Programm beispielsweise bestimmte Motive auf den unterschiedlichsten Fotos selbstständig erkennen und aus einer großen Menge an Bildern herausfiltern. Auf diese Weise können Ärzte, Archivare oder Bildagenturen sogar Aufnahmen mit abstrakten Inhalten schnell und effizient ausfindig machen und vergleichen.
Mittels Hochgeschwindigkeits-Datenanalyse machen Forscher das Wissen ganzer Bibliotheken, Museen und Archiven schneller durchsuchbar und verknüpfen es mit anderen Multimedia-Inhalten, die zum gefundenen Inhalt passen. Dabei unterscheiden Suchprogramme, ob es sich bei den gefundenen Informationen um wichtige oder eher unwichtige Inhalte zu einem Thema handelt.

Damit möglichst schnell neue Produkte und Dienstleistungen entstehen können, werden sie von den beteiligten THESEUS-Partnern in sechs Anwendungsszenarien erprobt: