A linha temática Estudos Luso-Brasileiros envolve todos os grupos de investigação do CESEM cujas temáticas de investigação incidam sobre aspetos da música e músicos em Portugal e no Brasil, e a sua interação. Está assente em dois pilares centrais, através dos quais desenvolve as suas atividades: o Caravelas – Núcleo de Estudos da História da Música Luso-Brasileira, fundado no CESEM em 2008, que, através de diversos recursos e iniciativas, fomenta a colaboração entre musicólogos que trabalham nesta área – em Portugal e no Brasil, mas igualmente noutros países (ver https://nucleocaravelas.wixsite.com/meusite e https://www.facebook.com/caravelas.nucleo); e a História Temática da Música em Portugal e no Brasil, atualmente em fase de arranque.
Embora esta linha funcione de uma forma informal dentro do CESEM, as estruturas formais e atividades dos seus dois pilares impõem intrinsecamente um rigor científico e modos de funcionamento eficazes.