В лаборатории проводятся исследования планет Солнечной системы, Луны и Солнца, с фокусом на свойствах атмосферы планет-гигантов.

Сравнительный анализ атмосферных изменений на Земле и других планетах Солнечной системы, основанный на многолетних наблюдениях, может оказаться ключом к разделению двух факторов, определяющих изменения климата Земли — естественного и антропогенного, и к обнаружению проявлений солнечной активности в атмосферах планет.

Наблюдения планет-гигантов позволили изучить оптические особенности облачных покровов, их высотную стратификацию и динамику в атмосферах планет-гигантов. В лаборатории разработана и успешно применяется методика зональной пространственной спектрофотометрии дисков планет. В результате, впервые детально исследованы пространственное и временнóе распределение молекулярного поглощения в атмосферах Юпитера и Сатурна. Разработаны физическая модель облачных слоев планет-гигантов и оптическая многослойная модель атмосферы с учетом многократного рассеяния света. В области исследований планет-гигантов Астрофизический институт был координирующим учреждением в Союзе. Кроме того, активно осуществлялись исследования оптических свойств атмосферы Земли.

Также в лаборатории проводятся исследования свойств солнечных активных областей и их влияния на состояние магнитосферы Земли.