Atmosfääriseire töörühmal on kaks laiemat uurimisteemat:
1) Päikese ultraviolettkiirgus (UV-kiirgus) ja sellega seotud kliimategurid (osoon, aerosool ning pilved);
2) kliimamuutused.
UV-kiirguse uurimisel on viimastel aastatel peatähelepanu pööratud spektraalse koostise analüüsile ja sellele, kuidas see sõltub kliimateguritest. UV-kiirguse spektraalsete mõõtmistega (280-400 nm) alustati Tartu observatooriumis 2004. aastal. Lisaks on atmosfääri seire töörühma vastutusel NASA AERONET-i võrgustikku kuuluv päikesefotomeeter õhus oleva aerosooli mõõtmiseks. Koostööd tehakse ka lähedal asuva Tartu-Tõravere meteoroloogiajaamaga.