Les réseaux de régulation de l'expression des gènes contrôlent la différenciation de centaines de types cellulaires et leur fonctionnement. Les dysfonctionnements des facteurs de transcription, éléments clés des réseaux de régulation, sont la cause de nombreuses pathologies. Les récents développements des techniques de génomique permettent d'étudier les mécanismes de régulation des gènes et de mieux comprendre comment leurs perturbations influent sur les cellules. L'exploitation des données obtenues par ces approches génomiques nécessite l'utilisation de la bio-informatique. Celle-ci joue un rôle essentiel pour la caractérisation des sites de fixation des facteurs de transcription et donc des gènes qu'ils contrôlent. Dans cet article, nous présentons les principales avancées réalisées en bio-informatique pour décrypter les mécanismes de régulation. Nous insisterons sur les approches avec a priori pour l'annotation des génomes à partir de sites de fixation de facteurs de transcription connus, sur les approches sans a priori pour la découverte de nouveaux sites et sur l'annotation fonctionnelle des gènes cibles de ces facteurs. Enfin, nous présenterons des exemples récents de l'apport d'études in silico dans la compréhension des mécanismes de régulation et des conséquences de leur dysfonctionnement.