本实验室是目前以青藏高原生物及生态系统为专门研究对象的首家实验室，其建立的研究基地（野外台站）、所选择的研究对象和取得的研究成果在国内外均具有不可替代性。
通过对极端生境下生物物种的进化过程，适应性与抗逆性的遗传及繁殖、生理生态特征，生物与极端环境耦合关系等重大科学问题的研究，阐明高原生物的起源模式、种群分布式样与生存适应机制、青藏高原生态系统稳定性和可持续发展的关键因素，发现对人类有用的新生物学性状及其基因资源，为建立该地区人与自然协调发展提供技术支撑，进而保障该地区和下游地区的生态安全。
　　研究方向与主要研究内容：
　　1）极端生境下生物适应机制与基因资源利用
　　利用野外观察和室内实验相结合的方法，开展：①极端环境下动植物的繁殖对策和生存机制，如：植物生殖分配、传粉机制、繁育系统和繁殖保障；动物觅食行为、动植物协同进化、栖息地选择、婚配制度、种群调节；②生物对极端环境的生理生化应答，如：动物对低氧的生理应答；植物代谢、光合作用和次生产物在极端环境下的变化趋势以及对高强度UV-B辐射的响应机制；③高原习服的分子生物学机制；④功能基因的进化、表达与调控，如利用青藏高原的特殊材料，研究其与环境耐性形成相关基因的进化、表达与调控；在研究清楚物种进化、适应和与高原环境耦合规律基础之上，筛选与抗逆性相关的新基因资源，通过常规和分子育种手段将这些基因资源应用于高原地区的经济动植物改良，如春小麦、牧草、药材、家畜等，提高青藏高原生态系统的生产力，增加高原地区人民的经济收入，推动该地区生态系统的可持续发展。
　　2）高原生物进化与多样性形成机制
　　运用最新分子生物学手段，开展：①高原物种起源和物种多样化的主要方式；②动植物种群的遗传结构及基因流的规律；③关键物种地理分布格局形成的历史原因；④典型生态系统的进化历史。
　　3）高原生态系统功能与管理
　　生物与极端环境的耦合关系是青藏高原独特生态系统稳定性维持和可持续发展的关键因子。重点研究：①生态系统的退化原因和主要驱动力；②退化生态系统恢复的相关途径和模式；③提高生态系统转化效率和生产力的新途径；④典型生态系统适应性管理对策。