Основные задачи: Обсерватория решает широкий круг научных задач, связанных с изучением атмосферы, состояния экосистем и климата Земли, и дает необходимую информацию для прогнозирования их изменений под воздействием человеческой деятельности. В рамках Киотского протокола, Монреальского протокола и других международных соглашений ведет контроль исполнения принятых решений по ограничению выбросов в атмосферу парниковых, озоноразрушающих, токсичных и других веществ. Ведет калибровку национальных сетей и космических средств наблюдений атмосферы, связывая их в единую систему климатического мониторинга в Евразии. Проводит оценку региональных и местных загрязнений атмосферного воздуха и природной среды в интересах отдельных регионов, отраслей народного хозяйства и промышленных предприятий. Выполняет роль арбитра в экологических спорах, в том числе, международных. Контролирует возникновение и развитие экстремальных ситуаций природного и техногенного происхождения. Служит научно-производственной базой для обучения студентов российских и зарубежных учебных заведений в области наук о Земле и экологии. Способствует развитию экологического туризма.

Области применения: Контроль исполнения Международных экологических соглашений (Киотский и Монреальский протоколы, конвенции о трансграничном переносе загрязнении, ограничении производства устойчивых органических соединений и др.); Калибровка наземных наблюдательных сетей, валидация данных космического мониторинга природной среды; Выявление и прослеживание экстремальных ситуации и техногенных воздействии на окружающую среду; Решение фундаментальных научных проблем, связанных с глобальными изменениями природной среды и климата Земли; Контроль загрязнения полосы отвода железнодорожного транспорта; Оценка влияния работы железнодорожного транспорта на экологическое состояние окружающей территории.