Sylvie Joussaume est nommée directrice de l'Institut national des sciences de l'Univers (INSU) du CNRS, par arrêté du ministre de la jeunesse, de l'éducation nationale et de la recherche et de la ministre déléguée à la recherche et aux nouvelles technologies en date du 29 avril 2003. Elle est également nommée directrice du département scientifique des Sciences de l'Univers du CNRS, par décision de Geneviève Berger, directrice générale du CNRS, en date du 29 avril 2003. Elle succède à ces postes à Philippe Gillet, nommé directeur de l'Ecole normale supérieure de Lyon.

Ancienne élève de l'Ecole normale supérieure, Sylvie Joussaume est titulaire d'un doctorat d'Etat ès sciences. Chercheuse au CNRS depuis 1983, au Laboratoire de météorologie dynamique , ses recherches portent alors sur la modélisation numérique des climats du passé du dernier maximum glaciaire, avec l'objectif d'aider l'interprétation des enregistrements des carottages de glace en antarctique (en analysant plus particulièrement les isotopes de l'eau et les poussières désertiques). Elle participe dès 1991 à la création du Laboratoire de modélisation du climat et de l'environnement du CEA où elle est responsable pendant six années d'une équipe de modélisation. Elle prend alors la direction adjointe de ce laboratoire, de 1998 à 2001, au moment de sa fusion avec le Centre des faibles radioactivités, pour former l'actuel Laboratoire des Sciences du climat et de l'environnement (CEA-CNRS) . A partir de mars 2001, elle assure la direction scientifique adjointe du département des sciences de l'univers du CNRS et de l'INSU, en charge du « domaine océan-atmosphère », qui couvre des thématiques environnementales sur le climat, la qualité de l'air, la pollution des mers, les aléas météorologiques…

A 45 ans, experte mondialement reconnue sur les questions de modélisation du passé, Sylvie Joussaume coordonne depuis 1991 un programme international dont l'objectif est de comparer des modèles climatiques dans des situations du passé . Sa mobilisation de la communauté scientifique internationale autour de ce projet, lui a valu d'être impliquée par la suite dans des comités scientifiques internationaux tels que les programmes CLIVAR (CLImate VARiability and predictability ) GAIM (Global Analysis, Interpretation and Modelling) et de participer au Groupe intergouvernemental d'experts sur l'évolution du climat (GIEC) . Son implication sur ces questions du changement climatique l'a amenée à écrire pour le grand public « Climat d'hier à demain », édité par CNRS Editions et le CEA, livre qui a reçu en 1994 le prix Jean Rostand du meilleur ouvrage de vulgarisation scientifique.