2010年4月に海洋研究所と気候システム研究センターの統合により発足した大気海洋研究所の研究組織は，各学問分野における基礎研究を推進する3つの研究系と各学問分野の知見を用いた統合的研究や国際的研究を推進する3つの研究センターから構成されている．本章では研究系と研究センターの2012年3月末までの活動について記す．また，2010年3月で使命を終えた先端海洋研究センター（2004年4月に海洋環境研究センターから改組）についても記す．
