Les objectifs scientifiques du LOV sont d’élucider des problèmes d’intérêt général dans des domaines où ses chercheurs ont acquis une expertise reconnue en biologie, écologie, chimie et biogéochimie : estimation globalisée des flux biogéochimiques marins et estuariens avec un focus sur la contribution des apports atmosphériques, la dynamique des particules, la pompe à carbone biologique, le carbone suie, l’acidification et le réchauffement des océans, la génomique planctonique océanique, la dynamique de la biorégionalisation des communautés planctoniques (phytoplancton, zooplancton, larves de poissons), des espèces invasives ou nuisibles (dinoflagellés, méduses…), des virus, du microzooplancton, et des microplastiques.
Les recherches du LOV sont donc, pour l’essentiel, de nature fondamentale et exploratoire avec, en complément, le développement de nouvelles technologies marines dédiées à l’observation globalisée de propriétés biogéochimiques (véhicules autonomes, imagerie sous-marine), et des applications dans le domaine de la valorisation des produits de la mer pour l’alimentation, la cosmétique et l’énergie-biomasse (microalgues).