实验室聚焦内蒙古“五大任务”和国家“一带一路”倡议实施需求，从蒙古高原植被生态与生物多样性、生态系统功能维持机制和提升途径、退化和污染生态系统修复治理、区域生态安全和资源持续利用等4个重点方向开展有组织的科学研究。

方向一：植被生态与生物多样性科学 研究蒙古高原气候、水文、土壤、植被、动物与微生物等生态系统组分的地理格局、生态系统服务能力及其与气候和人类活动的关系，包括古生态环境演变、生物演化及其分子生态学机制、土地利用影响以及生物多样性和生态系统的跨境保育等。

方向二：生态系统生态学 研究生态系统功能维持机制和提升途径。以蒙古高原草原荒漠湿地生态系统为重点，研究生态系统功能过程及其对环境变化和人为活动的响应和适应，涵盖生态系统多营养级生物多样性、养分循环和水平衡等功能过程、生态系统结构与功能关系以及稳定性和持续性，创新生态学理论，支撑生态系统保护利用。

方向三：恢复生态学 聚焦退化和污染生态系统修复基础理论研究和技术研发。围绕蒙古高原经济社会发展过程中面临的生态系统退化和环境污染问题，开展自然生态系统退化和恢复动力学机制、大气、土壤和水体关键污染物迁移转化过程和控制研究，以及生态系统修复和环境健康管理技术研发，支撑区域生态修复和环境治理。

方向四：可持续生态学 聚焦区域生态安全和资源可持续利用。在整合基础与应用生态学研究的基础上，引入自然资源管理和经济社会科学维度，研究自然-经济-社会复合生态系统管理和经济社会可持续发展，包括家庭牧场尺度的草原可持续管理技术、区域尺度的资源高效开发和生态保护协调发展技术和政策等，促进资源高效利用和产业绿色发展。