Les départements sectoriels sont chargés d'animer sur leur champ thématique des exercices de prospective à la demande de la direction de la stratégie et de mettre en oeuvre la stratégie de la recherche.
Ils exercent la tutelle des opérateurs de recherche qui leur sont rattachés, en particulier par la préparation des contrats pluriannuels de ces organismes.
Ils participent aux instances européennes et suivent les dossiers régionaux qui les concernent.
Ils définissent les orientations de la politique scientifique et de la recherche des établissements d'enseignement supérieur et de leurs groupements sur leur champ thématique, orientations mises en oeuvre par la direction générale de l'enseignement supérieur.
Ils aident les organismes et les universités à formuler et mettre en oeuvre une stratégie globale réunissant tous les volets thématiques, les volets de gestion des ressources humaines, institutionnels, d'ingénierie financière et juridique.
Les départements sectoriels sont :
- le département sciences de la Terre et de l'univers, géo-environnement, aéronautique, transports, espace ;
- le département chimie, sciences pour l'ingénieur, physique nucléaire et des hautes énergies, énergie, développement durable ;
- le département mathématiques, physique, nanos, usages, sécurité, sciences et technologies de l'information et des communications ;
- le département biotechnologies, ressources, agronomie ;
- le département santé ;
- le département sciences de l'homme et de la société.
Les départements sont assistés dans la mise en oeuvre de leurs compétences par la sous-direction de l'appui à la tutelle et des affaires européennes.