Aufgabe des Instituts ist die Untersuchung der chemischen, physikalischen, biologischen und geologischen Prozesse im Ozean und ihre Wechselwirkung mit dem Meeresboden und der Atmosphäre. Mit dieser Bandbreite deckt das GEOMAR ein in Deutschland einzigartiges Spektrum ab. Das GEOMAR ist eine Stiftung des öffentlichen Rechts und wird von der Bundesrepublik Deutschland (90%) und dem Land Schleswig-Holstein (10%) gemeinsam finanziert. Es verfügt zurzeit über ein jährliches Budget von ca. 80 Mio. Euro und hat 1000 Beschäftigte (Stand 2018).  
Die Forschungsschwerpunkte sind in vier zentralen Bereichen zusammengefasst:
Ozeanzirkulation und KlimadynamikMarine BiogeochemieMarine ÖkologieDynamik des Ozeanbodens