基于本实验室的定位，我们对研究方向进行了整合，进而呈现‘一体两翼’的格架，‘一体’是指实验室的软件研发和平台建设，‘两翼’是指实验室的两项主要的研究内容，即长时间尺度的构造演化动力学和短时间尺度的地震动力学。整合后的研究方向简介如下：
方向1：计算地球动力学软件研发和平台建设。
其包括超大规模并行计算中心软硬件平台建设、高性能可视化环境建设以及地球内部多重物性参数的计算。作为一个学科交叉、功能齐全、独立自主的实验室，软件、工具和平台建设是必备的基础，也是我们实验室科研创新的关键。
方向2：长时间尺度的构造演化动力学。
其包括与板块构造和地球动力学过程相关的多空间尺度数值模拟研究，包含：中小尺度的褶皱和断裂的发育、盆地的形成和演化等；区域尺度的大陆裂谷及洋盆新生、板块俯冲、碰撞造山及盆山耦合等；以及全球尺度的板块重构、地幔对流等。对这些地质过程的定量化模拟研究，有助于揭示长时间尺度的地球内部运行机制及浅表响应。
方向3：短时间尺度的地震动力学。
其包括与地震孕育、地震破裂和发生，以及震后调整相关的一系列定量化的计算和模拟；建立岩石圈和地壳物性数据库以及浅地表物性数据库，进而建设一体化的地震数值预报系统，其终极目标是实现地震的数值预报，解决与国计民生息息相关的地震灾害预防问题。
