地球系统数值模拟教育部重点实验室自2011年成立以来，联合清华大学相关学科的优势研究力量，开展地球系统数值模拟研究中的物理模型、数学模型、计算方法、计算支撑技术及应用等方面的研究。针对地球系统模式发展的迫切需求，并结合实验室的基础与技术优势，针对复杂地球系统耦合模式发展、多尺度大量数据集成与共享、大规模地球系统模拟并行算法、面向地球系统数值模拟的高性能计算机体系结构四个科学问题，

（1）地球系统数值模拟方法。

高分辨率大气、海洋、海冰、大气化学等传统分量模式的研究与发展；全球能源经济等引入人文和社会因素的新型分量模式的创立与发展；面向模式的数值方法研究；并行耦合器的研制；分量模式的不确定性分析与评估。

（2）地球科学数据集成。

多源地学数据的采集与质量评估；大量地学数据的存储、访问与传输；多源多尺度地球观测数据集成与共享；数据可视化诊断分析。

（3）高性能支撑技术及应用。

面向地球系统模式的高性能计算机体系结构研究，以现有的新型加速器架构为基础，探索面向模式的定制处理器的设计；面向模式的高可扩展并行算法研究，以实现对现有十万甚至百万核国产超级计算机的有效利用；地球系统数值模拟支撑工具研究，为研究人员提供基于图形界面的一体化集成开发环境；研究适应复杂耦合地球系统开发的相关软件技术，制定软件开发的规范或指导性标准；建设集计算能力、数据、软件于一体，支持地球系统模式研究与生产，达到国际先进水平的高性能计算应用平台。

地球系统数值模拟教育部重点实验室现有总办公面积3100平米,分布在蒙民伟科技大楼南楼、FIT大楼以及东主楼三个位置。其中蒙民伟科技大楼南楼办公面积1600平方米（2013年6月迁入），其中包括地文台实验室、大气污染表征实验室、数值预报实验室等三个专用实验室。FIT大楼办公面积800平米，其中“地球模拟器”超级计算机机房面积500平米。东主楼办公面积700平米。