Діяльність інституту здійснюється у відповідності з основними науковими напрямками, перспективними та річними планами науково-дослідних та прикладних робіт, затвердженими Президією НАН України.

ДУ «ІМБ НАН України» організує, проводить та координує фундаментальні та прикладні наукові дослідження в  галузі біологічних та природничих наук з метою одержання нових наукових знань щодо біології та екології шельфу й приморських водойм (дельт, лиманів, естуаріїв, гирл, лагун) та їх використання для практичних цілей (охорони та відтворення природних ресурсів, раціонального природокористування, збереження і захисту морського і прісноводного середовищ, сприяння науково-технічному прогресу, соціально- економічному і духовному розвитку суспільства) відповідно до таких основних наукових напрямів діяльності Інституту:

фундаментальні основи структурно-функціональної організації морських екосистем, лиманів і пригирлових територій в умовах кліматичних змін та антропогенного навантаження;
розробка наукових засад моніторингу морських екосистем, управління якістю морського середовища та екологічний менеджмент;
біологічне різноманіття та оцінка біоресурсного потенціалу Азово- Чорноморського басейну, обґрунтування методологічних аспектів формування морської екомережі України.