1. Исследования устойчивости и продуктивности экосистем криолитозоны в современных условиях; решение экологических проблем техногенного и антропогенного воздействия на экосистемы; экологический мониторинг и прогнозирование в условиях интенсивного промышленного освоения Арктики и Севера. Развитие прикладных отраслей климатологии.

2. Воспроизводство минерально-сырьевой базы на основе комплексных геологических исследований, современных технологий поисков и разведки месторождений полезных ископаемых; комплексные технологии добычи и переработки полезных ископаемых в условиях многолетнемерзлых пород; технологии снижения риска и уменьшения последствий природных и техногенных катастроф.

3. Палеоэкологические исследования. Оценка ресурсного потенциала вымершей мамонтовой фауны и влияние на нее человека в арктической зоне Якутии.

4. Изучение биоразнообразия, биологических ресурсов и биотехнологии их использования. Биохимические и физиологические адаптации живых организмов, молекулярно-генетические исследования биологических объектов на Севере.

5. Разработка, исследование корректности и численная реализация математических моделей природных и техногенных процессов Арктики и регионов Севера. Разработка математических методов, их применение в моделировании социально-экономических и экологических систем.

6. Новые эффективные строительные материалы и конструкции. Теплоустойчивость и энергоэффективность зданий в условиях Арктики и Севера. Эксплуатационная надежность и безопасность строительных конструкций и систем жизнеобеспечения зданий и сооружений в условиях холодного климата. Энергоэффективность, энергоснабжение и альтернативные источники энергии.

7. Разработка новых материалов со специальными свойствами: полимеры и нано-материалы. Порошковая металлургия.

8. Инновационные технологии в транспорте и дорожном хозяйстве при рациональном использовании местных сырьевых ресурсов и энергосбережении.

9. Разработка научных основ формирования здоровья человека на Севере, создание инновационных продуктов и технологий диагностики, лечения и профилактики заболеваний у населения территорий холодного климата. Медицинская биофизика.

10. Комплексное исследование пространственной организации экономики и социума в условиях реализации «арктического вектора» развития Северо-Востока РФ.

11. Исследование междисциплинарных проблем гуманитарных наук. Сохранение и развитие культуры, языков, литератур народов Северо-Востока Российской Федерации. Исследования в области алтаистики (тюркология, монголоведение, корееведение, японоведение). Современные технологии и коммуникации в поликультурном пространстве. Язык, речь, текст: когнитивные, психолингвистические, дискурсивные и корпусные исследования. Международные арктические исследования.

12. Исследование и актуализация историко-культурного наследия народов Северо-Востока России. Публично- и частно-правовые механизмы жизнеобеспечения личности, общества и государства в северных территориях Российской Федерации и других арктических государств.

13. Выявление основных тенденций и территориальных диспропорций развития образования; прогнозирование развития педагогического образования на период до 2020 года; принципы управления развитием территориальных образовательных систем Северо-Востока России. Совершенствование технологии оптимальной двигательной деятельности человека в условиях Севера. Актуальные проблемы личности и общества в кросс-культурном аспекте.