本实验室布局四个主要研究方向：
基于卫星、无人机、地面台站等监测设施，结合涉灾部门累积数据和社交媒体数据，利用“天-空-地”光学遥感、雷达遥感、三维点云、GNSS等技术手段，研发灾前迹象、灾中动态和灾后影响的大面积、高分辨率监测关键技术和产品，增强省内外水旱灾害、气象灾害、地质灾害、森林火灾等自然灾害精准、实时和长周期的监测能力,为成灾机理、灾害预警、评估等研究提供基础。
揭示自然灾害的时空规律及其对自然和人类社会的影响。重点探究自然灾害发生的多时空尺度效应，以及与自然和人类要素之间的互反馈机制；探索致灾因子形成的环境背景及其对灾害形成的影响机制。研究多灾害因子耦合致灾机理和相互作用的机制，研发自然灾害过程模拟模型；研究灾害的征兆与演变过程。重点研究各灾害之间的联系与相互作用、灾害链孕育与发生机理和关联性等。
针对主要自然灾害（水旱灾害、气象灾害、地质灾害、森林火灾等），结合历史观测数据，研制高精度的灾害风险区划图；根据水旱、气象、地质、林火等主要自然灾害的形成机理和演变规律，开展自然灾害的预警方法研究；基于不同自然灾害的预警方法，结合实时监测数据，研究开发主要自然灾害的预警平台，并示范应用。
揭示多尺度单一灾种和多灾种风险机理及规律，核心是研发和构建单一灾种和多灾种风险评估体系、标准和管理预案；编制区域灾害风险和防治区划图。研究承灾体对灾害的响应特征，构建评估指标和模型对已发生和可能的损失评估；研制灾害现场调度一体化技术及多部门联动的系统，实现与现场人员的交互，支撑快速决策、指挥、救援、转移、安置；实现技术的产业化和社会化；利用现场调查、遥感监测等对灾后直接的和间接的损失进行测算；根据灾害评估结果提出防灾抗灾及灾后管理方案。