L'établissement a les missions suivantes : 
 1° Au titre de l'ensemble constitué par la Cité nationale de l'histoire de l'immigration et l'aquarium : 
 a) Préserver, gérer et mettre en valeur l'ensemble culturel et patrimonial du palais de la porte Dorée ; 
 b) Favoriser l'insertion de cet ensemble dans son environnement ; 
 c) Assurer, par tout moyen approprié, l'accueil du public le plus large possible, développer la fréquentation de ses espaces d'expositions, de son centre de ressources, de ses équipements publics, favoriser la diffusion et la connaissance des collections et des fonds dont il a la garde, concevoir et mettre en œuvre des actions d'éducation et de diffusion visant à assurer l'égal accès de tous à la culture dans ses domaines de compétence ; 
 d) Assurer l'étude scientifique des collections et des fonds mentionnés à l'alinéa précédent, notamment par des programmes de recherche ; 
 e) Entreprendre, accueillir ou susciter, le cas échéant avec d'autres partenaires, toute activité, initiative et manifestation liées à son objet, notamment en matière de programmation culturelle et artistique, de débat public, d'information, d'action éducative et de recherche ; 
 2° Au titre de la Cité nationale de l'histoire de l'immigration : rassembler, sauvegarder, mettre en valeur et rendre accessibles les éléments relatifs à l'histoire de l'immigration en France, notamment depuis le xixe siècle ; contribuer ainsi à la reconnaissance des parcours d'intégration des populations immigrées dans la société française et faire évoluer les regards et les mentalités sur l'immigration en France. 
 Dans le cadre du projet scientifique et culturel de la Cité, il est chargé de : 
 a) Concevoir et gérer le musée national de l'histoire et des cultures de l'immigration, chargé de conserver et de présenter au public des collections appartenant à l'Etat représentatives de l'histoire, des arts et des cultures de l'immigration, notamment au travers d'expositions temporaires ; 
 b) Conserver, protéger et restaurer pour le compte de l'Etat les biens culturels inscrits sur l'inventaire du musée national de l'histoire et des cultures de l'immigration dont elle a la garde et contribuer à l'enrichissement des collections nationales par l'acquisition de biens culturels pour le compte de l'Etat, à titre onéreux ou gratuit ; 
 c) Recueillir dans un centre de ressources les documents et informations de toute nature, portant sur l'histoire et les cultures de l'immigration ainsi que sur l'intégration des personnes qui en sont issues, y compris dans leurs dimensions économique, démographique, politique et sociale, et les diffuser, notamment par voie numérique, aux publics et aux professionnels ; 
 d) Développer et animer sur l'ensemble du territoire un réseau de partenaires, constitué d'associations, de collectivités territoriales, d'institutions scientifiques et culturelles et de tout autre organisme public ou privé poursuivant des objectifs similaires ; 
 3° Au titre de l'aquarium : conserver, mettre en valeur et présenter la faune et la flore aquatiques tropicales et sensibiliser les publics à la conservation des espèces et à la biodiversité des milieux aquatiques. 
 Dans le cadre du projet scientifique et culturel de l'aquarium, il est chargé de : 
 a) Présenter aux publics la faune et la flore aquatiques de la zone intertropicale ; 
 b) Initier les jeunes publics aux notions de biodiversité, de biogéographie, d'adaptation des espèces et de protection de l'environnement ; 
 c) Participer à des actions de conservation des espèces aquatiques ; 
 d) Préserver, gérer et mettre en valeur ses collections vivantes au travers d'expositions temporaires, d'activités pédagogiques dans les espaces qui lui sont dévolus, notamment en lien avec le Muséum national d'histoire naturelle. A cet effet, l'aquarium dispose de locaux adaptés aux spécificités de son fonctionnement.