方向一：南海环流与中小尺度动力过程
南海是连通太平洋和印度洋的热带深水边缘海，其大尺度环流随季节性变化显著，涡旋和内波等中小尺度现象活跃。研究南海和热带印太海域海洋环流的大尺度变化特征，揭示南海西边界流的时空季节变化及其与周边海洋的动力关联，阐明中尺度涡旋、内波、水体混合等中小尺度动力过程的生成和演变及其与环流的相互作用和能量级串规律，是实验室的主要研究方向之一。
具体研究重点如下：
1) 南海典型中尺度过程的动力学机制；
2) 南海西边界流与中、小尺度过程的相互作用；
3) 南海环流与大洋环流典型动力特征的比较分析；
4) 南海及其邻近海域水文保障关键技术。
方向二：热带海洋-大气过程与气候效应
热带海洋是全球气候系统的重要组成部分之一，调节气候系统的低频变化，并影响天气尺度过程。实验室将围绕热带印度洋-南海的海洋动力、热力过程及气候模态，从海洋动力学和多尺度海洋-大气相互作用的角度研究热带海洋在气候变化中的作用和效应，为国家应对气候变化进行基础理论和应用研究。
具体研究重点如下：
1）热带印度洋-南海热盐分布及其与印-太大尺度环流变异的联系；
2）热带区域海洋热力反馈与气候模态的演变机制；
3）全球气候变化与热带海洋的区域气候响应（含模式及天气尺度过程）。
方向三：热带海洋动力过程的环境效应
热带海洋中物理、化学与生物过程相互作用与耦合是海洋环境科学研究的热点。实验室将重点研究南海及其邻近海域海洋生态环境特征及其演变规律，揭示南海及其临近海域海洋中尺度动力过程对海洋生态系统与生物地球化学循环的影响机制，拓宽和发展海洋环境要素监测的新技术与新方法。
具体研究重点如下：
1）南海生态环境特征与演变规律；
2）热带海洋中小尺度物理-化学-生物过程的耦合机制；
3）海洋环境要素监测的新技术、新方法。