Su docencia e investigación se centran en el tratamiento digital de la información y el aprendizaje máquina, con aplicaciones en transmisión, ayuda a la decisión e inferencia a partir de datos. En estos temas ha publicado un centenar de artículos, la inmensa mayoría en revistas de alto índice de impacto en el “Journal Citation Report”, y cerca de trescientas ponencias y comunicaciones a congresos. Ha servido de editor de números monográficos de revistas y actas de congresos para prestigiosas asociaciones internacionales (IEEE, Eurasip, etc.). Ha dirigido treinta y tres tesis doctorales; diez de esos Doctores son actualmente Catedráticos de Universidad. Es autor de tres libros y editor de otros ocho.

La aplicación de ese trabajo de investigación se ha llevado a cabo mediante su dirección de más de 20 proyectos y contratos de I+D internacionales y 70 más nacionales, así como su participación en otros muchos. El Profesor Figueiras actúa como consultor y evaluador para numerosos organismos y publicaciones internacionales y nacionales.

A lo largo de su vida académica ha recibido varias distinciones: Premio Nacional Fin de Carrera, Premio Extraordinario de Doctorado, Premios Fundación Universidad-Empresa de Madrid y ESABE-CEOE a la cooperación en I+D con la empresa (compartidos), Premio Fundación de la Universidad Politécnica de Madrid a la trayectoria  académica, Premio “Círculo de las Tecnologías para la Defensa y la Seguridad”, y premio “Miguel Catalán” 2018 de la Comunidad de Madrid a la trayectoria científica. Es Life Fellow del IEEE, que le concedió una “Millenium Medal”, y Doctor Honoris Causa por la Universidad de Vigo y por la Universidad San Pablo de Arequipa, Perú. Es Académico Correspondiente de la Academia de Ingeniería de México.