《极端气候研究方法导论(诊断及模拟与预测)》从气候系统复杂性及其不确定性的基本思想出发，阐明气候变量的概率属性及其数学模式理论，并由此引入气候概率分布的形成机制，从而将气候变化的统计意义深化为气候概率分布参数和型态的变化，着重从气候数值模拟的降尺度、气候极值统计和气候极值随机过程等多种理论相结合的观点叙述气候极值事件的诊断、模拟和预测方法。《极端气候研究方法导论(诊断及模拟与预测)》力图较系统地阐述涉及这一领域的各种基本理论和方法，以供广大科技工作者参考应用。
全书共分三篇，其中第一篇 (1～3章)为理论基础，着重叙述极端气候的概率意义及其形成机制与气候变化的关系；第二篇 (4～6章)为极端气候概率与时空变化特征诊断，着重阐明气候的极值分布理论及其描述方法和极端气候时空变化特征的诊断；第三篇 (7～9章)为极端气候的模拟与预估，着重阐明借助于全球模式输出信息的降尺度细化方法，并由此进一步生成未来区域气候情景，从而预估气候极值统计特征。书中最后还简介了当前该领域的国内外研究进展。
《极端气候研究方法导论(诊断及模拟与预测)》内容涉及较宽知识面，在考虑知识结构系统性和发散性相结合的基础上安排章节顺序。读者阅读《极端气候研究方法导论(诊断及模拟与预测)》不必拘泥于逐章顺序，尤其是已经具备概率统计基础的读者，可根据需要选章参考。《极端气候研究方法导论(诊断及模拟与预测)》也适合一般需要了解极端气候变化规律的非气象科技人员阅读参考。