L’OSUR a une mission de développement de recherches fondamentales dans le domaine des sciences de la planète, de l’écologie, et des relations hommes/milieux. Pour mener à bien ces recherches, l’OSUR s’appuie sur les UMR. Le rôle spécifique de l’OSUR est :

• La coordination des moyens de recherche. Le rôle de l’OSUR est de trouver la meilleure synergie entre les UMR pour optimiser le fonctionnement de moyens techniques. Ce rôle va de la simple coordination de laboratoires techniques à la création de plateformes communes.
• Le développement des recherches aux interfaces. L'OSUR contribue à développer les recherches aux interfaces entre les grandes disciplines. Ce rôle est particulièrement important dans le domaine de l’environnement.

La mission d’observation est constitutive de l’OSUR. Il a la charge de faire fonctionner des dispositifs d’observation long-terme et de mettre les données à la disposition de la communauté scientifique. L’OSUR assure la responsabilité des services labellisés de l’INSU qui lui sont confiés. L’OSUR a en particulier la charge du service H+ (réseau national de sites hydrogéologiques). Il peut assumer cette fonction pour les services des établissements partenaires. L’OSUR contribue au fonctionnement des services labellisés sous la responsabilité d’OSU partenaires. L’OSUR intervient en particulier dans les services d’observation RENAG et service de volcanologie. L’OSUR assure la direction des zones-ateliers que l'Institut Ecologie et Environnement du CNRS lui confie. L’OSUR assure en particulier la direction des zones-ateliers « Armorique » et « Antarctique et Subantarctique ». Pour tous ces services, l’OSUR s’engage à mettre les moyens en œuvre pour assurer les missions qui lui sont confiées, et à gérer les tâches d’observation afférentes. L’OSUR a une mission de prospective sur les services d’observation pour identifier de nouvelles données critiques à la compréhension des systèmes environnementaux et à la prédiction de leurs évolutions.

L’OSUR a un statut d’école interne de l’université de Rennes I et à ce titre à la mission de dispenser des enseignements universitaires, en formation initiale ou continue, dans les domaines de l’archéologie, l’écologie, la géographie et les sciences de la terre. Toutes ces disciplines participent à la connaissance de l’environnement terrestre. D’un point de vue plus général, l’OSUR a un rôle important de structuration de l’enseignement dans le domaine des sciences de l’environnement. Etant donné le fort caractère pluridisciplinaire de ces sciences, l’OSUR a un rôle de coordinateur vis-à-vis de toutes les disciplines impliquées dans les formations d’enseignement.

Pour les missions relatives à l’expertise, la valorisation et la communication, l’OSUR est une structure de mutualisation des moyens des UMR et de coordination. Il ne se substitue pas aux services spécialisés du CNRS ou des universités mais les complète en faisant le lien avec les UMR et les chercheurs. L’OSUR donne une visibilité plus forte aux expertises et développements de la recherche vis-à-vis des partenaires institutionnels, des collectivités territoriales, des entreprises, des acteurs de la communication et du grand public.

Comme dans la plupart des composantes, l'OSUR se situant au plus près des agents, contribue aux évolutions de carrière des personnels par l'aide de gestion de 1er niveau quelle peut apporter (gestion des services et gestion administrative). Les actes de gestion liés aux statuts et la gestion des carrières des personnels universitaires relèvent de la compétence (CTP, CPE, R.I.) de l'université dont ils sont membres.