Οι ερευνητικές δραστηριότητες της ομάδας επικεντρώνονται στα ακόλουθα:
α) Σχεδιασμός και εφαρμογή των συστημάτων αισθητήρων για τις παρατηρήσεις Γη-Ατμόσφαιρα-Θάλασσα,
β) Δυναμική μοντελοποίηση φυσικών συστημάτων και ανάπτυξη νέων θεωρητικών μοντέλων,
γ) Ανάπτυξη νέων αλγορίθμων ανάλυσης δεδομένων για την εξαγωγή και την αποθήκευση των δεδομένων από διάφορους αισθητήρες,
δ) Ανάπτυξη βάσεων δεδομένων για την παρατήρηση και παρακολούθηση της Γης,
ε) Προσαρμοστική εκτίμηση ψηφιακών σημάτων και συστημάτων,
στ) Αναγνώριση προτύπων σε σήματα και εικόνες,
ζ) Συμπιεστική δειγματοληψία και αραιή αναπαράσταση σημάτων,
η) Ανάπτυξη μεθόδων επεξεργασίας δεδομένων απεικονιστικής φασματοσκοπίας (υπερφασματική απεικόνιση),
θ) Ανάπτυξη μεθόδων συμπιεστικής δειγματοληψίας και αραιής αναπαράστασης σημάτων.

Επιπλέον, έχει γίνει σημαντική προσπάθεια στην παραγωγή νέων προϊόντων προστιθέμενης αξίας όπως:
α) η χρονική χαρτογράφηση της Γης,
β) την παρακολούθηση των αλλαγών σε ευαίσθητα οικοσυστήματα καθώς και στο ανθρώπινο περιβάλλον, ως αποτέλεσμα της κλιματικής αλλαγής και της οικονομικής δραστηριότητας,
γ) τη διαχείριση φυσικών καταστροφών (πυρκαγιές, πλημμύρες, σεισμοί, ηφαιστειακή δραστηριότητα, ατμοσφαιρική ρύπανση),
δ) τη μελέτη του φαινομένου της Αστικής Θερμικής Νησίδας,
ε) ορυκτολογική/χημική αναγνώριση και χαρτογράφηση της Γης και χερσαίων πλανητών και ανίχνευση ορυκτών πόρων.