L'attività di ricerca del Prof Giovanni Pitari è principalmente nel campo della modellazione numerica del clima e dei processi dinamici-radiativi-fotochimici nella media atmosfera, con il principale interesse sui cambiamenti antropogenici dell'ozono atmosferico e degli aerosol. Gli studi più importanti sono stati fatti sui seguenti argomenti:

1) interazioni aerosol-ozono nella stratosfera;

2) impatto dei processi accoppiati clima-chimica sulle tendenze passate e future dell'ozono stratosferico e troposferico;

3) microfisica dell'aerosol ed effetti climatici delle eruzioni vulcaniche.

4) impatto climatico-chimico delle emissioni degli aerei;

5) mitigazione del cambiamento climatico usando tecniche di geoingegneria dei solfati.