Эволюция природной среды и ресурсы поверхности суши; причины и факторы глобальных изменений природной среды; природные криогенные системы, динамика процессов в криосфере; географические проблемы природопользования и охраны окружающей среды; взаимодействие природы и общества в условиях возрастающего антропогенного воздействия на среду; региональные основы устойчивого развития природы и общества; геоинформационные технологии и картографирование

Помимо фундаментальных исследований институт активно занимается теоретическими разработками, связанными с решением прикладных проблем. Сотрудники института принимали активное участие в подготовке законов об охране окружающей среды и об экологической экспертизе, разработке ряда природоохранных нормативных документов и конкретных нормативов. В институте созданы первые карты состояния окружающей среды СССР, России, ряда стран СНГ и стран дальнего зарубежья. В соответствии с соглашениями Советского и Российского Правительства с ЮНЕП, ЕС, Всемирным Банком институт неоднократно проводил оценку состояния окружающей среды (ОВОС), экологический аудит, экологическую экспертизу и разработку мероприятий по снижению отрицательных последствий хозяйственной деятельности. Сотрудники института постоянно принимают участие в работе Государственной экологической экспертизы. Институт проводит специальные работы по созданию геоинформационных систем и космическому мониторингу. В нем имеется коллекция всех важнейших ГИС, используемых в мире, а также разрабатываются оригинальные ГИС, которые используются в Правительстве России, Министерстве по чрезвычайным ситуациям и ряде других ведомств.

Основные достижения за последние годы:
- Созданы уникальные фундаментальные географические атласы “Природа и ресурсы Земли”, “Атлас Снежно-ледовых ресурсов мира”.

- Разработаны критерии оценки экологической обстановки, составлено более 30 экологических карт разного масштаба на отдельные страны СНГ и регионы России, а также карты риска природных и техногенных катастроф.

- Восстановлена история климата за четыре климатические цикла (420 тыс. лет) по данным ледяного керна Антарктического ледникового покрова.

- Разработаны сценарии изменения природных зон и ландшафтов Северного полушария и России при глобальном потеплении климата.

- Разработаны и внедрены концепции, методы, программы и технологии геоинформационных систем (ГИС) и электронного картографирования.

- Выявлены закономерности в сдвигах территориальной структуры хозяйства и общества России; даны рекомендации по их оптимизации.

- Предложена методика и дана оценка ресурсохозяйственной и экологической надежности региональных систем природопользования России.