Лаборатория создана в 2014 году при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках выполнения научно-исследовательских работ по направлению «Сибирский арктический шельф как источник парниковых газов планетарной значимости: количественная оценка потоков и выявление возможных экологических и климатических последствий».

Исследования осуществляются под руководством ведущего ученого, член-корреспондента Российской академии наук, профессора И. П. Семилетова.

Целью проекта является изучение механизмов функционирования арктической климатической системы под воздействием глобального потепления. Ученые лаборатории занимаются выявлением и изучением процессов, ответственных за современную и будущую эмиссию основных парниковых газов, метана и двуокиси углерода из Сибирского арктического шельфа в водную толщу-атмосферу. Предполагается, что деградация подводной и прибрежной мерзлоты приводит к нарушению баланса в цикле углерода, что проявляется в вовлечении древнего углерода мерзлоты в современный биогеохимический цикл. Впервые изучаются все компоненты арктического цикла углерода с фокусом на количественных оценках атмосферной эмиссии метана и двуокиси углерода.

Помимо этого, проводятся комплексные биогеохимические, геофизические и геологические исследования, направленные на количественную оценку скорости деградации подводной мерзлоты в контексте выявления георисков по трассе Северного морского пути. Особое внимание уделяется исследованию транспорта и трансформации органического вещества наземного происхождения в арктической системе суша-шельф-атмосфера.

Лаборатория осуществляет подготовку к изданию научных докладов, статей и других публикаций, содержащих результаты научной деятельности, организует и проводит научные конференции, семинары, школы и другие мероприятия, в том числе с участием зарубежных специалистов. За период 2014-2019 гг опубликовано более 100 статей, цитируемых в Web of Science, включая Nature Geosciences (2), Nature Communications (4), Science Advances (1), PNAS (2).

К научно-исследовательской работе подразделения привлекаются российские и иностранные специалисты, молодые ученые, студенты и аспиранты ТПУ. 
МНОЛ ИУАМ сотрудничает с рядом ведущих российских и зарубежных институтов и университетов, включая ТОИ ДВО РАН, ИО РАН, МГУ, МФТИ, СколТех, университеты Швеции, Нидерландов, Италии, США, Великобритании.