הלימודים בחוג למדעי האטמוספרה מתמקדים בתהליכים פיזיקליים וכימיים הקשורים להרכבו של האוויר באטמוספרה ולתנועתו. מטרת התכנית היא להקנות לתלמידים כלים להבנת התהליכים האטמוספריים הקובעים את מערכות מזג האוויר והאקלים, השינויים החלים בהן מסיבות טבעיות וכתוצאה ממעשה ידי האדם. הלימודים בחוג נותנים את הכלים להבנה מעמיקה של תופעות חשובות כגון: ההתחממות העולמית והקשר בינה לבין עליית ריכוז גזי החממה באטמוספרה; השפעת זיהום האוויר על תהליכי יצירת הגשם והאופן שבו ניתן להגביר גשם על ידי זריעת עננים; החור באוזון באטמוספרה הגבוהה והקשר בין זיהום האוויר לאוזון בשכבות הנמוכות. נוסף על כך, עוסקת תכנית הלימודים בעקרונות של תנועת האוויר באטמוספרה וחיזוי מזג האוויר, בגורמים לתכונות הכאוטיות של תנועת האוויר והאופן שבו הן מגבילות את יכולת החיזוי. הרכב הקורסים של כל תלמיד מוסמך נקבע בהתייעצות עם המנחה ועם הוועדה המלווה ובאישור ראש החוג, בהתאם לרקע של התלמיד ולנושא המחקר שלו.
