Il Laboratorio svolge attività di studio e ricerca riguardanti la caratterizzazione e il risanamento del territorio e la comprensione del sistema climatico e della sua variabilità.

Scopo delle sue attività è il miglioramento della conoscenza dell’ambiente e del clima mediante un approccio multidisciplinare che pone l’accento sulla misura, l’analisi e l’interpretazione di parametri ambientali e climatici raccolti sia durante specifiche campagne di misura che nell’ambito di osservazioni di lungo periodo. In tali ambiti, fornisce supporto tecnico-scientifico agli amministratori contribuendo al processo di responsabilizzazione del cittadino verso le problematiche ambientali e i cambiamenti climatici così da promuovere l’uso corretto ed il risparmio delle risorse naturali nell’ottica di una economia sostenibile.

In particolare il Laboratorio effettua ricerche, indagini e valutazioni inerenti:

• le caratteristiche, il comportamento ed il destino di elementi naturali (e loro composti) e di contaminanti organici in ambienti naturali e antropizzati, studiando matrici sia solide (terreni, sedimenti, rifiuti, alimenti), che liquide (acque marine, sotterranee, superficiali, reflui industriali) che gassose (aria, anche indoor, effluenti di processo); 
• lo sviluppo e la validazione di metodi di analisi, di procedure e di sistemi analitico/diagnostici innovativi per la caratterizzazione ed il risanamento del territorio;
• la diversità microbica individuando potenzialità ed applicabilità di processi mediati da microrganismi come risorsa per le tecnologie ambientali e per la conservazione e restauro del patrimonio culturale;
• lo sviluppo tecnologico di sensoristica per misure ambientali, il miglioramento di processi industriali e la conservazione di beni culturali;
• l’impatto ambientale e sanitario dei prodotti fitosanitari, fornendo consulenza tecnico-scientifica alle istituzioni nazionali e internazionali preposte alla loro regolamentazione, anche attraverso la realizzazione di sistemi informativi a supporto delle scelte dei prodotti fitosanitari in agricoltura;
• la comprensione del sistema climatico, in particolare nel Mediterraneo e nelle regioni polari, sulla base di dati paleoclimatici e di osservazioni di lungo periodo dei principali parametri e componenti atmosferici, tra cui i gas serra, le grandezze meteorologiche, il bilancio della radiazione solare ed infrarossa, l’ozono, gli aerosol e le nubi;
• lo sviluppo di  metodi e strumenti per l’osservazione della Terra e del clima con misure in situ e tecniche di telerilevamento da terra e dallo spazio, anche mediante l’implementazione e l’applicazione di modelli di trasferimento della radiazione solare ed infrarossa;
• gli studi di processo finalizzati alla comprensione dei meccanismi che modulano la variabilità climatica, indotti da cambiamenti naturali e/o da attività antropica; 
• lo studio delle interazioni tra atmosfera ed oceano e il loro ruolo nei processi che regolano il clima a scala regionale;
• la progettazione e la realizzazione di campagne di misura e la definizione di strategie osservative per lo sviluppo e la verifica di modelli geofisici e ambientali con particolare riferimento ai modelli di dinamica dell’atmosfera e di qualità dell’aria.

Oltre a queste attività di studio e ricerca il Laboratorio effettua attività di consulenza e servizio specialistico nel campo della pianificazione e attuazione razionale degli interventi di valorizzazione, protezione e risanamento dell’ambiente e del patrimonio culturale a supporto della P.A.; partecipa a reti di misura nazionali ed internazionali per lo studio del clima gestendo osservatori integrati e stazioni di misura nel Mediterraneo (Lampedusa), in Antartide (Stazione Mario Zucchelli e Dome C) ed in Artide (Thule, Groenlandia); partecipa a grandi programmi e infrastrutture di ricerca internazionali; sviluppa e gestisce archivi e banche dati relative a osservazioni climatiche ed ambientali.