Les axes de recherche du Geotop gravitent autour de deux pôles structurants qui reflètent l’ambition et les capacités du Geotop.
Le Pôle 1 – Trajectoires géosystémiques : de la reconstitution à la prévision lève les verrous scientifiques qui entravent notre capacité à décrire, expliquer et prévoir l’évolution des géosystèmes, dans un continuum d’échelles temporelles et spatiales. Pour ce faire, le Geotop s’appuie sur deux piliers: i. le développement de traceurs pour décrire quantifier et expliquer les flux (source ® réservoir) de matière et d’énergie au sein des géosystèmes, et ii. l’analyse d’archives naturelles et de géochronologies fournissant un cadre temporel aux changements de trajectoires terrestres.
Le Pôle 2 – Actions et solutions géosystémiques : vers une Terre plus résiliente mobilise les connaissances fondamentales produites au pôle 1 de manière systémique, réflexive et active. Le Geotop contribue à la conception de modèles géoscientifiques et d’outils d’aide à la décision visant à améliorer les capacités de prédiction et à guider les choix sociétaux face aux bouleversements qui affectent le système Terre. Il quantifie les services géosystémiques, bonifie les politiques environnementales, et contribue à l’élaboration de (géo)solutions fondées sur la nature, pour une meilleure adaptation des collectivités. Les axes de recherche ciblent des problématiques d’importance internationale, dont les retombées se manifestent avec acuité aux échelles locale et nationale.
Les axes de recherche sont organisés autour de problématiques d’importance internationale, dont la portée et les retombées se manifestent avec une acuité particulière aux échelles locale, provinciale et nationale. Pour cette raison, tous les axes du Geotop s’inscrivent en lien direct avec plusieurs objetifs de développement durable de l'ONU.