Les recherches du CEA portent sur les évolutions du climat passé, présent et futur aux échelles de temps allant de quelques décennies aux temps géologiques, leurs relations avec le cycle du carbone, leurs impacts sur l’environnement et leurs liens avec la sphère du vivant (homme, écosystèmes). À une échelle de temps plus courte (0-20 ans), elles visent à comprendre en détail les changements climatiques en cours liés aux activités humaines (émissions des gaz à effet de serre) et leurs traductions locales, en particulier en ce qui concerne les phénomènes extrêmes. D’autres travaux du CEA portent sur l’étude des séismes et des tsunamis.