Οι ερευνητικές δραστηριότητες στον τομέα αυτό επικεντρώνονται στα ακόλουθα:
α) σχεδιασμός και εφαρμογή των συστημάτων αισθητήρων για τις παρατηρήσεις Γη-Ατμόσφαιρα-Θάλασσα
β) δυναμική μοντελοποίηση φυσικών συστημάτων και ανάπτυξη νέων θεωρητικών μοντέλων,
γ) ανάπτυξη νέων αλγορίθμων ανάλυσης δεδομένων για την εξαγωγή και την αποθήκευση των δεδομένων από διάφορους αισθητήρες,
d) ανάπτυξη βάσεων δεδομένων για την παρατήρηση και παρακολούθηση της Γης.

Επιπλέον, έχει γίνει μια σημαντική προσπάθεια στην παραγωγή νέων προϊόντων προστιθέμενης αξίας όπως
α) η χρονική χαρτογράφηση της Γης,
β) την παρακολούθηση των αλλαγών σε ευαίσθητα οικοσυστήματα καθώς και στο ανθρώπινο περιβάλλον, ως αποτέλεσμα της κλιματικής αλλαγής και της οικονομικής δραστηριότητας,
δ) τη διαχείριση φυσικών καταστροφών (πυρκαγιές, πλημμύρες, σεισμοί, ηφαιστειακή δραστηριότητα, ατμοσφαιρική ρύπανση)
ε) τη μελέτη του φαινομένου της Αστικής Θερμικής Νησίδας,
στ) ορυκτολογική/χημική αναγνώριση και χαρτογράφηση της Γης και χερσαίων πλανητών και ζ) μέθοδοι, τεχνικές και εφαρμογές απεικονιστικής φασματοσκοπίας (υπερφασματική απεικόνιση).