探索新型主被动微波遥感的成像机理和地物探测能力，研究地物微波散射与辐射理论模型和经验模型、微波遥感信息处理分析模型和方法、新型极化和干涉雷达遥感技术与应用方法，发展相应的专用处理软件和集成系统，开展微波遥感器的多学科应用基础研究和应用示范，开拓新的应用领域。
近年来，重点开展了以下方面的工作：
开展了海洋目标检测、海洋动力环境参数反演工作，利用发展的算法和软件，对近年来发生在我国及周边海域的几次典型海洋污染事件，特别是2008年7－9月青岛奥帆赛区浒苔暴发，2006年3月曹妃甸附近的输油管道泄漏、2007年12月上旬发生在韩国西部海域的严重油轮漏油事故、2008年8月中下旬发生在我国某海域的严重石油管道破裂泄漏事件进行了成功监测。
开展了农作物、森林、土壤、城市等陆地目标的微波散射机理与特性研究，利用多维度和新型SAR遥感数据，开展了农作物、森林、干旱区环境的监测和定量参数反演；开展了雷达遥感土地利用类型识别机理与方法研究，利用新型高分辨率极化SAR数据，研究了城市目标SAR成像信息畸变与精细识别技术。
利用SAR全天时、全天候的成像能力，开展了洪涝、地震、滑坡、泥石流等地质灾害监测方法研究，并在2008年5月12日汶川大地震中，利用多源多时相高分辨率雷达遥感数据，对汶川地震灾区房屋损毁、滑坡和堰塞湖的分布与规模等进行了定量评估。