La Misión principal del Instituto de Meteorología es suministrar información meteorológica y climática autorizada, confiable y oportuna sobre el estado y comportamiento futuro de la atmósfera. Esta información está dirigida a velar por la seguridad de la vida humana y a reducir las pérdidas de bienes materiales ante desastres naturales de origen meteorológico, contribuyendo directamente al bienestar de la comunidad y al desarrollo sostenible.

Para cumplir su misión el Instituto de Meteorología opera el Servicio Meteorológico como Sistema Nacional y lleva a cabo un amplio plan de investigaciones para perfeccionar el propio servicio y contribuir al desarrollo de los conocimientos científicos de la meteorología.

1. Medir, recopilar y procesar variables meteorológicas, del Clima y de la Contaminación Atmosférica.
2. Operar los Sistemas de Vigilancia Meteorológica, del Clima y de la Contaminación Atmosférica.
3. Llevar a cabo las investigaciones de l atmósfera que directamente mejoren el servicio meteorológico público y especializado que se brinda. Las investigaciones se dirigen en lo fundamental a:
a) Perfeccionar l predicción meteorológica y climática, especialmente de los fenómenos que constituyen un peligro para la vida humana, los bienes materiales y la economía nacional;
b) La climatología, l variabilidad del clima y el cambio climático;
c) El control de la calidad y conservación del medio ambiente atmosférico;
d) La meteorología marina, la contaminación marina y los procesos océano-atmósfera;
e) La meteorología agrícola;
f) La física de la atmósfera;
g) La teledetección por satélites y la meteorología por radar;
h) La radiación y los procesos energéticos de la atmósfera;
4. Suministrar toda la información meteorológica especializada en tiempo real que se requiera para las actividades de respuesta en casos de emergencia ambiental;
5. Planificar, adquirir, instalar, inspeccionar, calibrar, verificar, mantener y reparar los instrumentos meteorológicos y medios de medición de parámetros medio de la atmósfera utilizados en el Sistema Meteorológico Nacional, así como los de otros organismos e instituciones que lo soliciten;
6. Facilitar la cooperación mundial mediante el intercambio gratuito y sin restricciones de los datos meteorológicos cubanos considerados esenciales para los programas de la Organización Meteorológica Mundial.