Forskningen på CICERO er delt inn i sju ulike forskningsgrupper: Konsekvenser (ser på sammenhengen mellom fysiske klimaendringer og økonomiske og samfunnsmessige konsekvenser). Klima og samfunn (ser på omstillingsprosesser mot et klimatilpasset lavutslippssamfunn). Klimasystemet (de fysiske prosessene og konsekvensene av klimaendringene). Atmosfæreforskning (prøver å finne ut hvilken rolle gasser, aerosoler og skyer spiller). Klimapolitikk (studerer klimapolitikk og politikkutvikling i et bredt perspektiv). Klimaøkonomii] (gjør økonomiske analyser av klimapolitikk og ser på hvordan politiske virkemidler kan gjennomføres). Globale utslipp (forsker på trender i utslipp av klimagasser og undersøker hva som får disse til å endre seg).