Wer das Klima der Zukunft verstehen will, muss gegenwärtige Veränderungen analysieren, die Klimageschichte des Planeten kennen und kurzfristige Schwankungen von langfristigen Trends unterscheiden können. Die Forscher am AWI betreiben eine Vielzahl von Observatorien, die Messdaten über lange Zeiträume erheben. Sie erforschen Atmosphäre, Eis, das Meer und die Küste. Sie gehen der Tiefsee, den Eisschilden und den Dauerfrostböden der Polarregionen auf den Grund. Und sie werten Klimaarchive wie Meeressedimente und Eisbohrkerne aus.
Charakteristisch für die Forschungsarbeit des Instituts sind seine starke internationale Vernetzung und die breite wissenschaftliche Basis, auf der sie erfolgt. Am Alfred-Wegener-Institut arbeiten Bio-, Geo- und Klimawissenschaftler eng zusammen. Die Feldforschung unter extremen Bedingungen gehört im Institut genauso zum Alltag wie modernste Laborausstattung und leistungsfähige Großrechner. Weil die Polar- und Meeresforschung auch eine logistische Herausforderung ist, verfügt das AWI über eine exzellente Infrastruktur, die sie der nationalen und internationalen Wissenschaft zur Verfügung stellt. Hierzu gehören mehrere Forschungsschiffe, Forschungsflugzeuge und Forschungsstationen in Arktis und Antarktis.