《南极古气候环境与古生态地质学研究》包括：张青松于上世纪八十年代初在澳大利亚凯西站和戴维斯站进行的多学科综合考察。长城站和中山站建成后，张青松、谢又予、崔之久等7名专家先后对乔治王岛和拉斯曼丘陵进行了考察，探明了乔治王岛中—新生代古生物古生境，以及植物群孢粉组合特征等，还进行了无冰区地貌发育与晚更新世以来环境演变研究。
南极无冰区生态地质学是以海洋生物粪土层为过去生态环境信息记录的新载体，应用第四纪地质学、元素和同位素地球化学、沉积学、矿物学、构造地质学等经典的地质学方法与生态学、古气候学、动植物学、微生物学、有机地球化学以及高新技术等多学科交叉的方法，运用微观的生物地球化学记录，结合海平面升降、构造变动等地形地貌典型特征的现场调查，来探索宏观的生态、气候与环境变化的主题。目前，南极无冰区生态地质学已成为地球系统科学和全球变化科学这两个新兴科学前沿领域一个新的研究方向。极地生物对气候环境变化的响应在全球变化研究中日益受到重视。南极企鹅、海豹和磷虾的数量在过去几十年发生了显著变化。为理解这些变化的驱动机理，区分自然和人类因素尤为重要。研究人类涉足极地之前的生态变化将有助于把近来人类引起的变化放在更长时间尺度框架内去解读。对极地沉积物中保存完好的脊椎动物骨骼、毛发、羽毛等生物遗迹和粪土沉积物的分析，可以利用生物地球化学标志物查明自然和人类活动对千年来极地海洋脊椎动物的影响并有助于区分二者的作用。此外，海鸟海兽在极地海陆环境中扮演重要的传输者角色，它们从海洋转移大量营养物质和污染物到陆地，从而对陆地生态系统产生重要的影响。
在格罗夫山综合考察中，综合冰川地质地貌的风蚀与冰蚀特征，极寒冷荒漠土壤的形成年代，沉积岩转石的沉积环境分析、沉积岩和土壤中的孢粉组合的古气候环境及年代分析，以及原地生成宇宙成因核素等多种方法手段的研究结果，可以详细描述格罗夫山地区上新世早期以来冰盖进退的历史过程。东南极大冰盖形成以后并非稳定演化至今。在上新世早期以前，东南极内陆冰盖曾经出现过大规模的消融，即东南极大陆冰川的前缘至少曾经退缩到格罗夫山地区，距现今冰盖边缘400公里。当时的冰盖规模甚至不到现今的三分之一。之后，东南极冰盖又迅速膨胀，到距今2.3Ma时，冰面至少超过现今高度约400米。以后冰面缓慢平稳下降，至1.6Ma时，东南极冰盖进入第四纪振荡期，但重新上升的冰面再也没有超过现今高度的100米以上。
东南极兰伯特地堑两侧新生代沉积物具有相对丰富的孢粉化石，对这些地层的孢粉研究不仅可以提供年代学证据，还可以恢复当时的古植被和古环境，是研究气候环境变化及东南极冰盖历史演化的直接证据。研究者根据北查尔斯王子山的主要露头采集的样品进行孢粉鉴定及组合分析，恢复了该区中新世以来古气候环境和古生态的演化过程。
《南极大气观测与气候研究》包括我国开展南极大气科学考察取得的显著进展。1985年和1989年中国在南极建立了南极长城气象站和中山气象台。1993年在中山站安装国际标准的臭氧光谱仪，开始了大气臭氧总量和紫外辐射的观测，并延续至今。在国际极地年期间，在中山站建成了大气本底站，开始了温室气体长期观测。2002年以来，在中山站到泰山站和昆仑站的断面上，先后安装了6套由卫星传输资料的自动气象站，获取的资料在国内外研究中已得到应用。中国南极大气科学研究是近30年来在我国有较大进展的科学领域，对南极地区近代气候的变化规律、大气边界层物理和海冰气相互作用冰雪、能量平衡过程、温室气体的本底特征和臭氧洞形成过程、南极考察气象业务天气预报系统、南极大气环境对东亚环流和中国天气气候的影响等方面开展了一系列的研究，取得了很多国内外有影响的研究成果，加深了南极气候在全球变化中作用及其对我国天气气候和可持续发展影响的认识。代表性成果包括：长城站、中山站和昆仑站气候特征；海冰反照率；长城站、中山站天气预报；南极海冰变化与大气环流的关系；南极臭氧洞变化及其趋势；南极臭氧洞的垂直结构；地面臭氧本底特征；二氧化碳的本底特征；一氧化碳本底浓度；南极近地层湍流参数；大气边界层结构；中山站对流边界层高度；东南极冰盖边界层结构；南极苔原温室气体通量；南极海冰对我夏季天气的可能影响；南极温度变化与绕极流；南极大气模拟；南极大气模拟等。
《南极站点生态环境监测与研究》包括中国科学家在潮间带群落动态生态学的系列演替，南极生物的生态分布，生物生产力，食物链等方面获得的大量数据和丰富的研究成果。中国的吴宝玲、魏江春、俞建銮、张坤诚、黄凤鹏等生物学家对南极生物学的考察和研究，除在其他国家的科学站上进行了一些工作外，主要是在南极长城站和南设得兰群岛地区进行。研究内容包括：潮间带生物、藻类区系、底栖动物、冰雪生物、陆生植物、飞行生物等领域，同时也注意到人类活动对南极生物的潜在威胁，认识到保护南极的生物资源与环境已成为刻不容缓的任务。赵俊琳副教授于1986至1989年在长城站和中山站区进行了环境地球化学考察与研究。我国南极生态环境科学重要研究进展包括：南极地衣物种资源收集及生态功能分析；微生物群落分布与结构特征；潮间带生态系结构与功能；冰藻群落及环境相关性研究；近岸海洋环境及浮游生物群落变化特征；污染物分布及人类活动影响等。
近年来，国际南极生态系统研究已逐步向更为系统和全面的方向发展。SCAR于2012年提出的“南极生态系统恢复与适应临界值”国际研究计划（Antarctic Thresholds-Ecosystem Resilience and Adaptation （AnT-ERA）Implementation plan, 2012），旨在分子、种群和生态系统三个层面促进对南大洋、淡水和陆地生态系统变化的了解；2013年，SCAR提出了“南极生态系统”国际研究计划（Antarctic Ecosystem，AntEco），重点关注过去和现在的南极所有环境类型中的生物多样性状况（State of the Antarctic Ecosystem Implementation Plan，2013）。
《南极考察人员生理心理适应性研究》包括我国南极医学研究历程与新成果。随建站初期的起步发展，迄今已对长城、中山和昆仑站的454名考察队员进行了系统的生理和心理的适应性研究，获得了不同环境、考察时间和任务下的我国队员生理心理适应模式，为考察队员的选拔、适应、防护、站务管理和有关政策制定等提供科学依据，并探讨了南极特殊环境下生命科学的一些问题。2014年研究论文发表在国际权威期刊“分子精神病学”（Molecular Psychiatry, IF:15.14）上，它为揭示人类表型变化与机制之间的联系提供了新的方法。具体研究内容包括：早期生理、心理适应性、劳动卫生和营养膳食等多学科综合研究；长城站、中山站和昆仑站不同环境因子对考察队员的影响及其机制研究；长期居留南极中山站和长城站对越冬队员生理和心理的影响；南极冰穹A低氧复合高寒环境对考察队员的交互作用（昆仑站）；西藏高原低氧易感冰盖考察预选队员筛查选拔冰盖考察队员；模拟高海拔低氧环境进行深入低氧应激机制研究等。
