中心主要针对黄河流域面临的地形复杂多样性、洪水风险威胁、生态环境脆弱、发展质量不高等问题，开展基于大数据、云计算与人工智能技术的“智能感知—资源池—时空大数据平台”于一体的“黄河大脑”关键理论技术研究及其应用系统建设；聚焦在：“黄河大脑”三要素集成技术；服务分类、注册和基于工作流服务链的服务发现与服务组合的智能化技术；基于SOA体系架构和VO组织管理的“三融”“五跨”技术；“黄河大脑”智能分析、模拟、数据挖掘与知识发现模型、算法和知识图谱构建技术。

中心重点开展智能感知系统（天空地一体的智能感知网和数据接入）建设、存储管理系统（资源池）建设、时空大数据平台（技术体制、技术体系、标准体系、功能体系）建设、黄河大脑三要素集成建设及时空大数据应用模型与应用系统建设。

中心预期建成支撑时空大数据及其资源池的黄河大脑与流域服务平台，汇聚黄河流域智能感知网络，实现黄河要素与数字黄河之间的动态、实时信息交互和深度融合，赋能区域生态保护和高质量发展决策，为新阶段黄河流域生态保护和高质量发展提供有力支撑和强力驱动。