1. 气候动力学研究
局部气候和气候变化模拟；
气候异常的动力学和可预报性；
大气-海洋-陆地相互作用；
ENSO动力学；
大气的季度波动;
东亚季风的年度和季度变化分析和模拟；
2. 中尺度灾害性天气研究
中尺度天气过程的观测、诊断和数值模拟研究；
华南对流和锋生；
云系对大尺度环境的影响；
四维数据同化；
边界层过程和中尺度系统的发展；
天气系统监测和信息发布的研究；
多普勒天气雷达数据处理和图形显示系统；
3. 全球变化研究
地球系统的理解和模式发展；
未来20-50年中国生态环境趋势的预报研究；
生态系统动力学以及它和气候系统的相互作用;
4. 大气化学和大气环境研究
污染城市大气悬浮物描述；
酸雨的时空变化；
边界层结构和大气污染；
环境承受力和区域环境控制研究
5. 灾害预防研究
灾害的形成和发展机制；
灾害变化和灾害链；
灾害预报；
防灾、减灾措施； 建有“中尺度灾害性天气教育部重点实验室”、“南京大学气候与全球变化研究院”、“灾害性天气气候研究所”、“南京大学大气环境研究中心”、“全球变化研究中心”和“自然灾害研究中心”等研究机构。近五年来，主持和承担了50余项国家级科研项目、40余项横向科研项目的研究，共获得科研经费9000余万元。其中，主持973项目2项、973项目课题9个、公益性行业（气象）科研专项项目6项、国家自然科学基金重点项目8项、国家杰出青年科学基金2项、国家自然科学基金面上项目50余项。在国内外主要核心学术期刊上发表论文500余篇，其中国际SCI论文120余篇。获省部级科技奖励12项，其中，教育部科学技术奖自然科学奖一等奖3项。在中尺度天气、边界层气象、大气环流与季风、短期气候变率与预测、海洋大气相互作用、气候变化和数值模拟、大气物理和大气环境及大气探测等领域取得了具有创新并具有国际影响的研究成果。已形成浓厚活跃的学术气氛，开展了广泛的国内外学术交流与合作，通过合作研究、派出留学与进修、接收外国留学生及联合培养研究生等形式同国内外诸多高校和科研机构建立了紧密的交流合作关系。
