Übergeordnetes Ziel der Forschung am Fachgebiet ist es, durch sowohl grundlegende als auch angewandte Forschung in der Stadtklimatologie und Umweltmeteorologie das Wissen zur klimagerechten Entwicklung und Gestaltung von Stadt und Raum zu vertiefen. Die Verzahnung von Stadtklimatologie und Planungswissenschaften spielt dabei eine wichtige Rolle.
Die inhaltlichen Schwerpunkte des Fachgebiets liegen dabei auf der bioklimatischen Betrachtung von Städten mittels Messungen und numerischer Modellierungen. Dabei sollen die verschiedenen Klimabelange wie Klimaschutz, Klimaanpassung und Stadtklima integriert betrachtet werden. Forschungsthemen sind zum Beispiel die Wechselwirkungen und Zielkonflikte zwischen unterschiedlichen Maßnahmen für eine klimagerechte Stadt oder die Evaluierung und Entwicklung von stadtklimatologischen Modellen und Tools. Dazu soll unter anderem ein Stadtklimamessnetz in Kassel aufgebaut werden.