La Dirección de Ciencias de la Atmósfera, Hidrosfera y Cambio Climático, tiene por objetivo generar conocimiento sobre los fenómenos físicos que ocurren en el sistema climático (atmósfera, océano, suelo, criósfera y biósfera), los cuales interactúan entre sí, produciendo variaciones climáticas en diferentes escalas espaciales y temporales. Dicha labor se realiza con datos in situ obtenidos en los observatorios, laboratorios, campañas de observaciones y mediciones, así como información de sensores remotos y aquellos generados por los modelos numéricos. Se consideran también los datos históricos, así como reconstrucciones ambientales o registros paleoclimáticos. Toda esta gama de información es usada tanto para corregir y validar los modelos climáticos, hidrológicos, sedimentológicos, entre otros, así como para evaluar los impactos físicos del cambio climático en el Perú.