La investigación en el CIMA está focalizada en la variabilidad y cambio climático, la predicción del tiempo y del clima, el estudio de los procesos físicos en el Atlántico Sur, el Mar Argentino y las regiones costeras y el estudio de los procesos físicos y las interacciones entre los distintos sistemas (atmósfera, océano, tierra). El modelado numérico es la herramienta distintiva que se utiliza en el CIMA para alcanzar los objetivos.