依托12BET的多学科优势，以国家与社会重大需求为导向，发展和培育出环境科学、环境工程、环境管理、环境健康等4个二级学科：
（1）环境科学二级学科：重点开展大气化学与大气物理、水环境科学、区域复合污染与全球变化等领域研究。综合运用基础学科的方法，揭示大气-水-土壤多圈层间的物质循环规律，发展污染物在多圈层迁移转化去除机制模型，识别复合介质中的污染来源，研究环境问题的生态效应和全球影响。
（2）环境工程二级学科：以全物质通量效应及其调控为核心，发展现代环境工程。以技术创新和集成在环境污染治理与修复新技术原理及方法取得重大突破；开发贯穿生产生活全生命周期的污染减排、控制与修复技术；基于环境（微）生物技术、物理化学技术、环境系统工程以及新型环境功能材料等，运用多学科交叉融合方法开展流域水污染防治与综合治理、大气-水-土壤多圈层污染的综合治理、饮用水安全保护、土壤-地下水污染与修复等方面的研究。
（3）环境健康二级学科：以人群的环境暴露与健康效应的关联为核心，揭示环境因素导致人体健康的机理、评价其健康风险。加强与基础医学、临床医学、公共卫生、生物医学、生物化学、分析化学、环境物理、社会科学、统计、大数据等学科的密切合作，重点推动环境暴露科学、环境流行病学、环境毒理学的研究方向，将暴露组学、代谢组学、表观遗传、基因组学、蛋白组学等最新研究成果应用于研究环境污染尤其是大气细颗粒污染导致人体健康危害的机理，分析其健康风险，发展预防和干预措施。
（4）环境管理二级学科：突出以环境过程、环境-社会作用机制为基础，服务环境善治、推动环境公共管理、环境发展综合决策。研究人类环境行为调控的理论、机制和方法与途径，深化环境-经济-社会运作机制研究；发展环境与发展公共管理理论、方法与政策，推动环境公共管理和公共政策以及环境与发展综合决策；强化行为主体环境行为与社会决策行为研究，推动政府、企业、公众、社区多元主体参与的环境善治。
在4个二级团队建设的基础上，形成了学科交叉、独具特色的6个方向：大气污染与气候变化、环境污染与人体健康、水处理与环境微生物技术、流域水污染防治和综合管理、环境与资源经济学、环境管理与可持续发展；构建了以基础研究、工程科学研究、政策-管理研究为核心的环境问题全过程解决途径的学科支撑体系。
根据对6个研究方向的梳理和整合，近期将整合并发展如下4个学科重点：
（1）大气复合污染理论与区域联合控制：重点研究城市群区域排放、化学反应、气溶胶动力学和气象等大气理化过程的非线性响应机制，自由基和氧化机制、大气气溶胶核化和生成机制及其对区域污染和气候变化的影响、地表变化对气候和大气复合污染的影响、区域复合污染和气候变化的相互影响。
（2）水污染控制与流域综合治理：包括河流水沙介质中多相物质的相互作用机制、河流潜流带中的物质交换-迁移及转化规律、流域污染源治理关键技术与河流物质通量调控，针对大江大河开展系统的全物质通量观测、效应分析及流域通量调控技术研发，形成现代环境工程体系。
（3）环境污染与人体健康：以大气污染的人体健康效应为核心，将多种组学最新研究成果应用于发展环境暴露科学、环境流行病学、环境毒理学，揭示环境因素导致人体健康的机理、评价其健康风险，发展环境污染健康风险的评估体系及预防和干预措施，为环境基准和标准的制定提供科学依据。
（4）环境管理与全球环境治理：环境-经济-社会运作机制的机理与机制研究；社会经济发展以及制度变迁的环境效应及环境变迁的社会经济效应综合评估；多尺度多维度的生态、自然资源和环境规划、管理与政策；多主体环境行为与社会决策行为及环境管理和政策响应；能源-经济-贸易全球环境变化及全球环境公约履行、全球重点区域（如亚洲季风区）环境与资源管理与合作。
