O PPGCA possui duas linhas de pesquisas que abrangem estudos em várias áreas do conhecimento. 

Modelagem ambiental

Diagnóstico da situação ambiental por meio de diferentes técnicas analíticas, mapeamento e análise de dados espaciais e temporais, como ferramentas necessárias para o desenvolvimento da modelagem de cenários prospectivos como, por exemplo, modelos climáticos e de dinâmica da paisagem. Monitoramento ambiental, consistindo em instrumento fundamental das atividades de gestão integrada da paisagem. Especial ênfase é dada à Biogeoquímica, Análise Multidimensional e Geoprocessamento, usados como plataformas integradoras de estudos de modelagem ambiental.

Manejo e conservação de recursos naturais

Desenvolvimento das bases científicas para a conservação e manejo dos recursos naturais por meio do desenvolvimento de técnicas de manejo e tecnologias ambientais. Esta linha de pesquisa valoriza a preservação e sustentabilidade de ecossistemas, a geração de produtos e serviços ambientais. Frente à complexidade dos problemas ambientais a que os ecossistemas estão sujeitos, as influências sócio-econômicas e culturais são consideradas pelas pesquisas desenvolvidas. Especial ênfase é dada às áreas do conhecimento que estudam padrões de biodiversidade aliadas a áreas de domínio mais aplicado, tais como gestão ambiental, saúde pública e ambiental, entre outras. Portanto, a base de estudos desta linha de pesquisa insere desafios enfrentados pela sociedade e preservacionistas, sempre considerando os aspectos multidimensionais e transversais da questão ambiental.