Seit 1992 befasst sich die AWI-Forschungsstelle Potsdam mit klimarelevanten Prozessen in der polaren Atmosphäre und den eisfreien  Gebieten der Arktis und Antarktis.

Das Hauptziel der Atmosphärenforschung besteht darin, die wesentlichen  physikalischen und chemischen Prozesse der polaren Atmosphäre im System Atmosphäre-Ozean-Eis messend zu erfassen, zu modellieren und deren Rolle in der Entwicklung der globalen Umwelt und des Klimas einzuschätzen. Schwerpunkte liegen auf der Beobachtung der Ozondynamik und Aerosolbelastung in der arktischen Atmosphäre und der Bedeutung dekadischer Klimaschwankungen.

Die geowissenschaftlich-biologisch ausgerichtete Arbeitsgruppe Periglazialforschung befasst sich mit Umweltprozessen in den Dauerfrostgebieten Sibiriens, Alaskas und der Ostantarktis. Untersuchungsschwerpunkte liegen auf der Rekonstruktion des Landschaftswandels in der Vergangenheit und der Reaktion der Periglazialräume auf die heutige Klimaerwärmung (Permafrostschmelze, Küstenabtrag, Methanfreisetzung).