地球系统数值模拟与应用全国重点实验室（以下简称“实验室”）是我国地球系统科学领域的重要研究平台，依托中国科学院大气物理研究所，并和中国科学院大学共同建设。实验室致力于推动新一代地球系统模式与预测系统的研发，服务于国家重大需求和国际前沿科学探索。实验室战略定位为：面向地球系统科学发展和气候预测等国家战略需求，自主研制包含多圈层相互作用的新一代高分辨率地球系统模式及预测系统，提升预测及服务能力，为我国防范极端气候灾害重大风险，深度参与国际气候治理提供科技支撑，抢占气候预测领域科技制高点。
实验室依托国际先进的大科学装置（地球系统数值模拟装置），由大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室LASG（我国首批成立的国家重点实验室之一）和中国科学院计算地球动力学重点实验室等多个重组单元组建而成。实验室是全球最早并持续发展数值模式的7个研究机构之一，率先开创了以数值模式模拟为实验平台的科研范式，成为我国大气模式研发的原始创新中心，是世界上开展气候预测和气候变化研究的重要科研机构，发布了国内首个开源共享、自主可控的地球系统模式 CAS-ESM，是全国唯一参与历次IPCC耦合模式比较计划和评估报告工作的科研机构，在国内外享有盛誉。重组成功后，实验室拥有的研究优势和特色：1）新建成国家重大科技基础设施“地球系统数值模拟装置”的支撑能力；2）地球系统数值模式的自主研发能力；3）气候系统动力学理论和气候预测技术发展和引领能力；4）高层次人才培养和国际影响力。
目前，实验室固定人员138人，包含院士5人（国家最高科技奖1人），国家级人才16人，国家级青年人才17人，专业布局涵盖地球系统科学、大气科学、地球流体力学、计算数学、人工智能等学科，是一支具有学科交叉背景的研究队伍。