Geoökologie stellt die Ökologie in einen raumbezogenen Kontext auf unterschiedlichen Maßstabsebenen, die von einzelnen Schlägen über kleine Wassereinzugsgebiete und Landschaftsausschnitte bis hin zu globalen Dimensionen reichen. In Geoökosystemen laufen physikalische, chemische und biologische Prozesse gleichzeitig und verzahnt ab. Geoökologie ist daher notwendigerweise eine interdisziplinäre Naturwissenschaft. Sie basiert auf dem grundlegenden Verständnis physikalischer, chemischer, biochemischer, biologischer und auch anthropogener Prozesse, um letztendlich komplexe Geoökosysteme analysieren und in ihren vielfältigen Verknüpfungen verstehen zu können.

Anspruch geoökologischer Forschung ist es, durch eine integrierte Berücksichtigung naturwissenschaftlicher Grundlagen bei der Untersuchung von Umweltproblemen zu Ergebnissen zu kommen, die aus dem Blickwinkel eines einzelnen Faches nur schwer zu erzielen wären. Die Forschungsgebiete umfassen sowohl grundlagennahe Prozessforschung als auch Anwendungen auf vielfältige Umweltprobleme und nutzen dazu auch die mathematische Modellierung zur Simulation von Prozessen und Methoden der Umweltinformatik.