Марийский НИИСХ проводит фундаментальные, поисковые и прикладные научные исследования по важнейшим направлениям сельскохозяйственной науки: растениеводству, защите растений, земледелию, агрохимии, почвоведению, зоотехнии, ветеринарии, птицеводству, экономике сельского хозяйства, механизации.
Осуществляет научное обеспечение разработки программ, концепций, прогнозов, проектов и перспективных планов развития агропромышленного комплекса Республики Марий Эл и северо-восточного региона европейской части Российской Федерации.