Hovedfokuset i klimaforskningen ved GFI er på hvilke rolle vekselvirkninger mellom is, hav og atmosfæren spiller for den naturlige klimavariabiliteten, og hvordan disse forholdene kan endre seg ved forandringer i drivhuseffekten.
En annen viktig del av forskningen går på forbedret forståelse av den hydrologiske syklusen og hvordan denne forandres i et varmere klima.