지진학 및 지구물리학 연구실에서는 고체 지구의 물리적 특성, 지진원의 특성 및 효과, 지진 유발 기작, 지구 내부 구조, 지구 진화 등 지구에서 발생하는 여러 가지 물리적 현상들을 연구합니다.

지하수 연구실에서 수행하는 연구주제는 다음과 같습니다 :
· 지하수자원의 지속가능성 평가기법의 개발
· 자연적/인위적 환경변화에 따른 지하수위/수질 특성변화 연구
· 지진 예측/감시를 위한 지하수 모니터링 기술 개발

원격탐사 연구실에서는 인공위성으로부터 관측된 위성 영상을 활용하여 지구의 표면 및 지하 천부에서 일어나는 변화를 탐지하고 그 특성을 규명하는 연구를 수행한다. 주로 위성 합성개구레이다(Synthetic Aperture Radar, SAR), 광학 및 열적외선 자료를 활용하여 지표면 정밀 변위 측정, 이동물체 탐지, 지표면 온도 파악, 반사도 측정 등의 연구를 수행한다.

광물학연구실은 광물의 결정학적, 화학적 특성 규명을 통해 광물이 형성되는 특정 지질학적 환경부터 이들의 변성과 파괴까지에 대한 이해 증진을 위한 연구를 진행하고 있다. 현재 연구 주제로서는 IAA (일라이트 연대 측정)을 이용한 단층대의 활동/재활동 시기 규명과 광물학적/지화학적 분석과 분자역학 시뮬레이션의 복합적 적용을 통한 점토광물과 누대구조 광물의 구조 규명이 진행되고 있다.

환경지구화학 연구실에서는 지표 및 지하수환경에서 인간과 생태계에 중요한 영향을 미치는 다양한 원소들과 이들의 거동을 지배하는 주요 광물 및 고체상들의 존재형태와 그에 따른 반응 및 이동경로를 규명하는 연구를 수행합니다. 자연수 및 다목적 엔지니어링 시스템 환경들을 모사한 다양한 실내 실험을 통해 복합적인 지화학적 반응을 이해하고 예측하고자 하며, 첨단 분석기술의 활용으로 보다 심층적인 해석을 통해 자연현상에 대한 기본지식을 제공합니다. 이러한 연구들의 궁극적인 목표는 지구환경에 대한 올바른 이해를 도모하고, 환경보존 및 생태계 보호에 기여하는 것입니다.

구조지질학은 암석이 변형(deformation)되어 나타나는 다양한 규모(scale)의 구조를 이해하는 학문이며, Tectonics는 이 중 판(지각)으로 대표되는 거시적인 규모의 구조에 대한 연구를 지칭한다. 구조지질학 연구는 구조기하학적 형태(geometry), 운동학적 특성(kinematics), 그리고 역학적 특성(mechanics) 연구로 구분할 수 있다. 학부 과정에서는 세 연구 중, 구조기하학적 형태 및 운동학, 역학적 특성의 기본 이해에 대해 학습하게 되며, 운동학 및 역학에 대한 심화 학습은 대학원 과정에서 수행된다.

연세대학교 결정학 연구실은 지구 내부를 구성하는 물질과 일상생활에 쓰이는 다양한 고체 합성물질에 대한 고압 연구를 통해, 지구 및 행성의 진화에 대한 이해를 높이고, 물질의 새로운 특성을 발견하고 응용하는 연구를 수행한다. 다이아몬드 앤빌셀과 같은 다양한 고압 장치를 이용하여 압력을 발생시키고, 압력 하에서 일어나는 물질의 구조 및 특성 변화를 포항방사광가속기와 같은 밝은 빛을 만들어내는 거대 시설을 이용하여 연구한다.

연세대학교 생지구화학연구실에서 최근 관심을 갖는 연구 주제는 다음과 같습니다. 1) 극한환경에서의 미생물-광물 반응, 2) 생광물화작용, 3) 남극, 남태평양환류대, 옐로스톤, 심해저 열수분출공, 난카이해구 그리고 독도&동해 현장 탐사를 바탕으로 생지구화학적 프로세스 및 메커니즘 규명입니다. 이러한 연구는 K-IODP (Korea International Ocean Discovery Program), KIOST (Korea Institute of Ocean Science and Technology), KOPRI (Korea Polar Research Institute)와 함께 참여하였던, Exp.370, Exp.329, Exp.348, CIR18, HO-18-08, Cr1041, ANA08D, Cr1501, NFB1602, CIR1702, ANA13 탐사와 연계하여 지구상의 극한 지역에 대한 탐사를 바탕으로 합니다. 이를 통하여 “생물권의 한계의 확장”에 대한 지질학적인 요소의 영향 및 인류의 근본 질문인 “생명의 기원”에 대한 규명을 궁극적인 목표로 연구하고 있습니다.

지질 유체역학 실험실에서는 다중상, 반응 거동 및 열 거동 모델링을 기반으로 지중 환경 오염, 기후 변화 및 이산화탄소 지중 저장, 간헐천 동역학, 밀도 기반 흐름(해수 침투), 단층 수문 및 지열 에너지와 환경 개발과 같은 에너지 관련 연구를 수행하고 있습니다. 따라서 저희 연구는 다공성 매체에서의 유체 거동 요소, 수리지구화학, 지질학, 열역학 및 석유 공학을 통합하는 등 여러 학문 분야를 융합하여 적용할 수 있습니다.

지구동력학 연구실에서는 섭입대의 시공간적 진화와 판구조론적인 의미에 대해 연구하고 있습니다. 그 예로써 섭입해양판의 좌굴, 맨틀플룸과 섭입해양판의 상호작용, 섭입해양판의 부분 용융에 의한 아다카이트 등의 형성에 대해 연구해왔습니다. 현재 섭입해양판의 탈수 작용 및 유체의 거동에 대해 2차원 및 3차원 컴퓨터 수치모델링을 이용하여 연구하고 있습니다.

연세대 학교 지구 시스템 과학과의 지형형태 동역학 및 정량적 층서학 그룹은 퇴적물 이동 과정에 대한 층서학적 반응과 퇴적 분지의 경계 조건에 대한 이해를 높이는 연구에 집중하고 있습니다. 퇴적 유체 경계면의 형태 역학은 퇴적 메커니즘 및 환경 제어에 의해 영향을 받습니다. 지하 지층 구조는 다이나믹하게 변화하는 이동 경계의 "화석화 된" 역학에 대한 기록입니다. 우리 연구의 목적은 퇴적물 이동과 표면 흐름 역학 및 퇴적 시스템에서의 시간 통합 보존에 대한 이해를 활용하여 다양한 규모의 지표면 공간 구조를 예측하는 도구를 개선하는데 있습니다. 우리 연구그룹은 일반적으로 현장에서는 접근하기 힘든 시 공간에 대한 연구를 위해 수조실험을 수행하고, 실험 데이터를 사용하여 형태 역학 및 층서 패턴의 이론적 모델을 제시합니다. 층서적 기록을 사용하여 고 환경의 해석을 개선하기 위해 물리적 또는 수학적 모델에서 얻은 통찰력을 필드 데이터에 적용합니다.​

지구생태학은 지질학과 생태학의 원리와 방법을 결합하여 생물체와 물리적 환경 간의 복잡한 상호작용과 물질 순환을 조사하는 학제적 연구 분야입니다. 지구생태학자들은 지권, 수권, 대기권의 변화가 생물권에 어떻게 영향을 미치고 받아들여지는지, 즉 다양한 종류의 생물체가 변화하는 환경 조건에 반응하여 생태계를 구성하고 물질 순환에 기여하는지를 이해하고자 합니다. 지구생태학은 매우 다양한 방법으로 접근할 수 있으나, 현재 우리 연구실에서는 고환경 및 고생태학적 사료를 이용한 복원 연구와 습지생태계 확장의 지구탄소순환 기여도에 대한 연구 등을 수행합니다. 나아가 기존의 지질학 또는 생태학으로 분류된 데이터들의 융합을 통해 새로운 관찰결과와 연구문제를 도출하는 것을 지속적인 목표로 합니다.

연세대학교 위성지구과학 연구실은 위성 데이터와 원격탐사 기술을 이용하여 물순환을 비롯한 지구의 자연 과정과 시스템을 연구하고 있습니다. 세부적으로는 (1) 위성자료 신호처리 및 알고리즘 개발, (2) 위성 기반 수자원 모니터링 및 육상/연안/해양 환경 분석 시스템 개발, (3) 다중 인공위성 자료와 지구시스템모델링 융합 연구 등을 수행하고 있습니다.​