本研究院主要从事如下研究：
1）理解表层地球系统（地球关键带）的形成、演化以及控制人类生存环境的过程和生态服务功能变化规律。
2）基于观察实验和数学模型描述表层地球系统变化规律，尤其是未来数十年和百年在气候变化和人类活动干扰下的律动。
3）利用多学科互补优势，集成科学研究成果，为可持续利用表层地球系统资源和提升管理维护地球表层系统的健康服务功能提供科学决策。
三大主要研究方向：
1）表层地球系统结构、组成和演化规律
2）生物地球化学循环与区域和全球环境/气候变化
3）表层地球系统生态服务功能变化及其机理和调控原理