Предметом деятельности ГГО являются научные исследования и разработки в области:
- долгосрочного прогноза погоды, теории климата, общей и прикладной климатологии, физики облаков и активных воздействий на атмосферные процессы, мониторинга состояния и загрязнения атмосферы и химического состава атмосферных осадков;
- методологии построения и функционирования метеорологических наблюдательных сетей и сетей мониторинга состояния и загрязнения атмосферы и химического состава атмосферных осадков, разработки методов, приборов, измерительно-информационных систем, информационных технологий, метрологического обеспечения, стандартизации и сертификации в области метеорологии, а также метеорологического обеспечения авиации;
- оценки эффективности использования гидрометеорологической информации в отраслях экономики, в том числе эффективности активных воздействий на гидрометеорологические и другие геофизические процессы.
ГГО является научно-методическим центром Росгидромета по руководству метеорологическими, актинометрическими, теплобалансовыми, авиаметео-рологическими, метеорологическими радиолокационными, озонометрическими наблюдениями и наблюдениями за атмосферным электричеством, за химическим составом осадков, за загрязнением атмосферного воздуха и фоновым состоянием атмосферы по ряду ингредиентов, а также работами в области общей и прикладной климатологии.