L'Observatoire de Paris a pour missions :
1° De contribuer au progrès de la connaissance de l'univers par l'acquisition de données d'observation, le développement et l'exploitation de moyens appropriés, l'élaboration des outils théoriques nécessaires, dans la continuité requise pour satisfaire aux besoins de l'astronomie et de ses applications ;
2° De fournir à la communauté scientifique nationale et internationale et à la société des services liés à l'activité de recherche de l'établissement ;
3° De contribuer à la formation initiale et continue tout au long de la vie dans les domaines liés aux missions de l'établissement ;
4° De concourir à la diffusion des connaissances, en particulier auprès du personnel enseignant et des usagers du service public de l'enseignement, et de participer au renforcement des liens entre sciences et société ;
5° De mettre en oeuvre des activités de coopération internationale.
6° L'Observatoire de Paris est chargé d'établir la valeur locale du temps universel coordonné et de la fournir aux utilisateurs dans les conditions prévues par le décret n° 2017-292 du 6 mars 2017 relatif au temps légal français.
Ces missions s'inscrivent dans la stratégie de l'Université PSL que l'Observatoire de Paris contribue à définir.