中国气象科学研究院的主要任务是围绕气象防灾减灾、应对气候变化、生态文明建设等国家需求开展基础研究、应用基础研究、应用研究和技术开发，跟踪国际大气科学发展前沿，面向气象事业高质量发展要求，主动对接业务服务需求，牵头组织凝练关键科学和技术问题，开展相关研究。重点研究领域包括灾害性天气、气候与气候变化、数值预报理论与方法、大气探测新技术、气象资料应用、专业气象模式、生态气象、环境气象、农业气象、冰冻圈气象、海洋气象、灾害影响评估、气象对国家安全和经济社会发展的影响，以及满足气象事业发展需要拓展的领域。