Esta línea de investigación considera aspectos como la modelación climática, el análisis de tendencia y proyección futura sobre la variabilidad y cambio en las variables climáticas fundamentales, así como su perspectiva histórica asociada a procesos como sequías. Así mismo considera los impactos del cambio climático en el ciclo hidrológico y los distintos usuarios del recurso hídrico. Se incluye además el estudio de su efecto sobre sistemas agrícolas y forestales, así como el uso de modelos matemáticos para entender su impacto sobre la biodiversidad y facilitar su adaptación, así como en sistemas pesqueros y acuícolas en el océano costero.
Esta línea de investigación posee como base el estudio y propuesta de opciones y acciones de mitigación asociadas a la reducción de emisiones y oportunidades de captura de gases de efecto invernadero en los sectores agrícola, forestal, transporte y generación eléctrica, considerando estos últimos su relación con la contaminación atmosférica. Incluye también el estudio de los co-beneficios de la mitigación del cambio climático y el diseño de políticas de mitigación, tales como impuestos a las emisiones, permisos de emisión transables, mejoras en eficiencia, etc.
Esta línea de investigación considera el estudio de instrumentos de planificación territorial en la gestión de los recursos naturales, como suelo y agua, así como la interacción de las distintas forzantes globales y su expresión en el territorio vinculado a procesos complejos, tales como los ciclos biogeoquímicos, biodiversidad, incendios forestales, entre otros). Incluidas en esta línea de trabajo se encuentran también aspectos como la ética ambiental, sociedad y comportamiento, así como comunicación y percepción del cambio climático por distintos tomadores de decisión.