Основным направлением деятельности Института является проведение научных исследований в области атмосферной оптики, а также разработка новых приборов, программного и информационного обеспечения для этих исследований. Институт располагает уникальной базой, на которой в течение многих лет проводится систематический мониторинг параметров атмосферы (Сибирская лидарная станция, ТОР станция, аэрозольная станция). Регулярно организуются научные экспедиции в различные районы нашей страны и мира с целью проведения измерений и выявления закономерностей в поведении различных атмосферных параметров.