Os esforços de pesquisa do PTARH são direcionados para as seguintes linhas:
Desenvolvimento e aplicação de modelos matemáticos conceituais, numéricos, de apoio à decisão, de otimização, para o estudo e resolução de problemas ambientais e de recursos hídricos.
Aplicação de princípios teóricos e metodologias para a gestão racional do meio ambiente e dos recursos hídricos.
Desenvolvimento e aplicação de métodos e tecnologias para tratamento de águas para abastecimento, tratamento de águas residuárias, e de resíduos sólidos.
Estudo do comportamento das águas subsuperficiais, tanto na zona saturada quanto na zona não-saturada, e o estudo experimental e de modelos de simulação do movimento de águas subterrâneas e sua aplicação a problemas de contaminação e dispersão de contam.