ААНИИ выполняет комплексные исследования в Арктике и Антарктике в области: метеорологии, океанографии, гидрохимии, физики льда, океана и вод суши, взаимодействия океана и атмосферы, геофизики, морского ледоведения, гляциологии, полярной географии, гидрологии устьев рек и водных ресурсов, экологии, взаимодействия корпуса судна и других инженерных сооружений со льдом, полярной медицины.