Die Forschung am Max-Planck-Institut für Chemie zielt auf das Verständnis der chemischen Prozesse im Erdsystem, insbesondere in der Atmosphäre und Biosphäre. Untersucht werden die Wechselwirkungen zwischen Luft, Wasser, Boden, Leben und Klima im Verlauf der Erdgeschichte bis zum heutigen durch Menschen geprägten Zeitalter, dem Anthropozän. Derzeit sind etwa 350 Mitarbeitende in fünf Abteilungen und weiteren unabhängigen Forschungsgruppen am Institut beschäftigt. Forschende führen Laborexperimente durch, und sammeln Proben und Daten auf Forschungsreisen mithilfe von Flugzeugen, Schiffen und Messfahrzeugen. Ergänzt werden die praktischen Arbeiten durch mathematische Modelle, welche chemische, physikalische und biologische Prozesse und Veränderungen von der molekularen bis zur globalen Ebene simulieren. Ein Ziel ist es, herauszufinden, wie sich die Luftverschmutzung, einschließlich reaktive Spurengase und Aerosole, auf die Atmosphäre, Biosphäre, das Klima und die Gesundheit auswirkt.