L’unité a pour finalité de développer des outils d’analyse et de prévision de la dynamique du fonctionnement biophysique des écosystèmes à l’échelle du territoire. En particulier, ces outils doivent permettre de mieux comprendre les rétroactions entre les diverses modalités d’occupation de la surface, les pratiques agricoles, les forçages climatiques sur ces surfaces et le cycle de l’eau en quantité et qualité, d'une part, et sur la production agricole, d'autre part.

EMMAH se focalise plus particulièrement sur l’impact des processus de surface sur l’évolution des ressources en eau souterraines. Les objets d’étude privilégiés sont les écosystèmes méditerranéens surtout les forçages critiques pouvant modifier la quantité et la qualité des réserves en eau, ainsi que la production de biomasse (notamment la production agricole).

Ces forçages sont :

1. les événements climatiques extrêmes (températures élevées et sécheresses prolongées, pluies intenses), 
2. les pratiques de surface, notamment la répartition spatiale des zones irriguées et non-irriguées, les modalités d’irrigation, l’utilisation des eaux de mauvaise qualité, ..., et 
3. les usages des sols : déprise agricole, urbanisation.

En fonction de ces forçages, les processus étudiés sont :

1. le cycle de l’eau avec, en particulier, les transferts du sol à la plante, la recharge des nappes, et le fonctionnement des aquifères alluviaux ou karstiques,
2. le rôle de la plante (cultures, massifs forestiers, prairies, végétation naturelle) sur le cycle de l'eau en interaction avec le climat et les pratiques agricoles, 
3. la potentialité et la pérennité de la production végétale en relation à la disponibilité de l’eau, 
4. l'évolution des sols en termes de structure et de stabilité structurale, de caractéristiques biogéochimiques et de survies d'agents pathogènes au regard de pratiques à risques (réutilisation des eaux usées, pratique qui se développe actuellement dans le pourtour méditerranéen), 
5. la qualité des ressources en eau souterraines avec les transferts de polluants chimiques (minéraux ou organiques) en solution ou par voie colloïdale et de pathogènes de l'homme ou des plantes.

L’objectif général est, à partir de la connaissance de leur fonctionnement actuel et historique récent, d’élaborer des scénarios prévisionnels de fonctionnement biophysique des systèmes étudiés à quelques décennies en contexte de changement global.