實驗室面向地球系統(tǒng)科學前沿和國家重大戰(zhàn)略需求，以遙感理論和技術(shù)創(chuàng)新為引領(lǐng)，以提高地球三大循環(huán)系統(tǒng)和人類活動影響的認知為突破，創(chuàng)建空間地球系統(tǒng)科學體系，推動航天遙感技術(shù)進步，支撐全球可持續(xù)發(fā)展、全球變化與災害應(yīng)急等國家需求。

　　圍繞上述戰(zhàn)略定位，實驗室布局四個主要研究方向：

　　1. 遙感機理研究

　　研究電磁波與地物的相互作用機理與模型，為新型傳感器研發(fā)、遙感定量反演和空間地球系統(tǒng)科學創(chuàng)新提供理論支撐。

　　2. 遙感定量反演前沿理論和方法研究

　　研究多源遙感定量反演的理論與方法，形成地球系統(tǒng)關(guān)鍵要素的全球遙感產(chǎn)品生成能力。

　　3. 空間地球系統(tǒng)科學研究

　　研究地球系統(tǒng)輻射與能量平衡、水循環(huán)、碳循環(huán)以及人類活動影響的遙感綜合監(jiān)測與模型同化，發(fā)展空間地球系統(tǒng)科學。

　　4. 新型遙感技術(shù)研究

　　研究新型遙感探測機理，研制新型遙感實驗裝備與傳感器；研究遙感大數(shù)據(jù)智能信息提取技術(shù)，開拓遙感應(yīng)用新領(lǐng)域。