พันธกิจสร้างและพัฒนาองค์ความรู้ เทคโนโลยี วิจัย นวัตกรรมในการเฝ้าระวัง ป้องกัน ควบคุมโรคไม่ติดต่อตลอดจนจัดทำฐานข้อมูลการเฝ้าระวังพฤติกรรมเสี่ยงโรคไม่ติดต่อที่ได้มาตรฐานสากล ส่งเสริม สนับสนุน ถ่ายทอด และแลกเปลี่ยนองค์ความรู้ เทคโนโลยี วิจัย นวัตกรรม ในการเฝ้าระวัง ป้องกัน ควบคุมโรคไม่ติดต่อ และพัฒนาศักยภาพให้กับภาคีเครือข่ายและประชาชนกลุ่มเป้าหมาย
สถาบันโภชนาการ ได้ดำเนินการในด้านงานวิจัย ทั้งในระดับห้องปฏิบัติการ และระดับชุมชน และจัดให้มีการเรียนการสอน และการฝึกอบรมทั้งในระดับประเทศ และนานาชาติ อีกทั้งยังให้บริการทางด้านเทคนิค โดยมีเป้าหมายสูงสุดคือ สถาบันจะดำเนินการทุกวิถีทาง เพื่อส่งเสริมงานอาหารและโภชนาการของประเทศ ด้วยความมุ่งมั่นให้ประชาชนมีสุขภาพและคุณภาพชีวิตที่ดี เพื่อสามารถพัฒนาประเทศให้เจริญรุดหน้า และเผื่อแผ่ความรู้ไปยังประเทศเพื่อนบ้านด้วย
ภารกิจหลักกำหนดแนวทางมาตรการและกิจกรรมต่าง ๆ ในการส่งเสริมและสนับสนุนการควบคุมไม่ให้เกิดโรคอ้วนลงพุง โดยอิงหลักวิชาการที่ถูกต้องและทันสมัย ทั้งด้านโภชนาการและการออกกำลังกายอย่างเหมาะสมและถูกต้อง บริการเผยแพร่ความรู้สู่ประชาชนในรูปแบบต่าง ๆ