地球所以地震孕育与发生机制、地震灾害预测与工程应用为主要研究领域，开展地球物理学相关的基础研究和应用研究，重点加强地震学、地球内部物理学、地磁学、工程地震学四个优势学科和观测、实验两个基地的建设。
地球所拥有科技部挂牌的“国家重点基础野外台站”和“国际科技合作基地”，即北京国家地球观象台，建有一个中国地震局重点实验室，即地震观测与地球物理成像实验室。内设9个研究室、1个防灾减灾技术工程院、3个科辅部门、8个管理及服务部门，并组建了跨研究室的地震预测研究推进组、地震应急技术推进组。主要科技基础条件平台包括：国家地磁台网中心、国家地震台网数据备份中心、信息服务网络中心、中国地震台阵技术中心、中国地震台阵数据中心、地震现场流动监测技术中心、国家测震台网仪器质量检测中心技术系统、满足大规模科学计算的并行计算平台、与若干省（自治区、直辖市）地震局合作建设的主动震源探测平台、活断层探测技术平台，在中国南极长城站建有可开展地震观测任务的地震台站。中国地震局测震学科技术协调组和电磁学科技术协调组、全国地震标准化技术委员会秘书处、中国地震学会办公室等重要的行业组织或机构挂靠在地球所。
地球所现有职工250余人，其中，科研业务人员206人，有中科院院士4人、工程院院士1人、研究员42人，先后有6人荣获国家有突出贡献中青年专家称号、61人享受国务院政府特殊津贴。有34人分别获得 “杰出青年基金”、“优秀青年基金”、入选人事部“跨世纪百千万人才工程”和“新世纪百千万人才工程”，以及中国地震局“跨世纪人才”、“新世纪优秀人才百人计划”等人才专项。现有1人入选科技部国家科技创新计划“青年领军人才”人选，1个研究团队入选国家科技创新人才推进计划的重点领域创新团队。
地球所是国务院首批批准的具有博士、硕士学位授予权的研究生招生和培养单位之一，也是人事部首批批复的博士后科研流动站设站单位。目前，具有“地球物理学”一级学科博士学位授权点、“土木工程学”一级学科硕士学位授权点以及“地球探测与信息技术”二级学科硕士学位授权点。现有在学研究生179名，在站博士后8人。
地球所近年来先后承担了多项国家自然科学基金重大项目和重大计划课题、973项目、国家科技支撑计划项目、国家科技基础性工作项目、科技部国际合作重大项目、地震行业科研专项重大项目、国家重大科学工程建设项目、国家社会科学基金重大项目以及数十个国家级重点工程的地震安全性评价项目等。自建所以来，开展了第一代地震区划图和地磁图编制，国家骨干地震台站建设，第一次将地震预测预报研究写入国家中长期科学和技术发展规划、并在中国地震预测预报研究的创业阶段发挥重要作用。开创中国地球物理观测仪器研制、深部构造研究、宏观地震学和历史地震研究、震源物理研究、核爆炸地震监测研究、数字地震学研究、近震源强地面运动地震学研究、火山地震研究、地震社会学研究、矿山地震研究等方面工作。
研究所主办的学术刊物有：《地震学报》（中、英文版）、《国际地震动态》、《世界地震译丛》、《CT理论与应用研究》。研究所拥有我国馆藏最丰富、历史最悠久的地球物理图书及资料，藏有自1869年以来的地磁、地球物理资料和专业书刊达20余万册。编辑出版多种学术期刊。