Das IOW erkundet als außeruniversitäre Forschungseinrichtung die Ökosysteme von Küsten- und Randmeeren. Der Schwerpunkt der Forschung liegt in der Ostsee - einem der größten Brackwassermeere der Erde. Mit den vier Sektionen Physikalische Ozeanographie, Meereschemie, Biologische Meereskunde und Marine Geologie sind die Grunddisziplinen der Meereskunde am IOW vertreten. Auch Aspekte des Meeresmanagements werden berücksichtigt. Daneben unterstützen starke Infrastruktur-Einheiten die Forschung.