Oddělení klimatologie se zabývá studiem podnebí na Zemi. Současný výzkum pokrývá tyto základní oblasti:
- Proměnlivost a změny klimatu
- Extrémní jevy a jejich simulace v klimatických modelech
- Atmosférická cirkulace a její vazby k přízemnímu klimatu
- Biometeorologie
Pracovníci oddělení spolupracují s Přírodovědeckou a Matematicko-fyzikální fakultou Univerzity Karlovy, Fakultou životního prostředí České zemědělské univerzity, Českým hydrometeorologickým ústavem, Ústavem výzkumu globální změny AV ČR, Státním zdravotním ústavem ČR a dalšími institucemi v rámci společných projektů, výuky nebo zapojení studentů do výzkumu. Oddělení je také intenzivně zapojeno do mezinárodních aktivit, v rámci společných projektů i spolupráce na různých studiích.