מטרת האגף היא קידום המחקר והפיתוח במדעי האדמה והים, לשם שמירה וניצול מושכל של המשאבים הלאומיים באדמה ובים תוך הבטחת הקיימות והשמירה על הסביבה.
האגף שוקד על לימוד, איסוף נתונים ומידע של הקרקע ותת-הקרקע, מדף היבשת, המרחב הימי והתת-ימי, מקורות המים ומשאבי טבע כגון גז טבעי ונפט, הערכת סיכונים לאסונות טבע כגון רעידות אדמה וצונאמי, התמוטטות המצוק החופי, הבטחת קיימות סביבתית וכלכלית, ים המלח וסביבתו, הכנרת, וים סוף.
האגף מנווט ומפקח על פעילות מינהל המחקר למדעי האדמה והים, ובפרט על משימות הניטור והמטלות השלטוניות הממומנות על ידי המשרד. האגף נעזר בהון האנושי ובתשתית הפיסית של המינהל לתמיכה המקצועית שהוא מעניק למשרד בגיבוש המדיניות בתחום התשתיות.