La sous-direction de la protection et de la restauration des écosystèmes littoraux et marins contribue, en liaison avec les administrations concernées, à l'élaboration, la mise en œuvre et l'évaluation d'une politique de protection, de gestion et d'aménagement durable des espaces maritimes et littoraux et de leur biodiversité associée. Elle contribue à la préservation de la biodiversité en mer et à la protection des milieux marins. Elle contribue à assurer une gestion intégrée de la mer et du littoral dans le cadre de l'approche écosystémique.

Elle coordonne la transposition et la mise en œuvre de la directive cadre stratégie milieux marins et participe à la déclinaison des autres directives relatives aux milieux marins. Elle assure la mise en œuvre des dispositions de la directive cadre sur l'eau concernant la qualité des eaux littorales. Elle suit la mise en œuvre du volet marin des directives Nature. Elle participe aux négociations européennes et internationales sur ces politiques.

Dans ce cadre, elle :
- contribue à l'élaboration et à la mise en œuvre de la Stratégie nationale mer et littoral, des outils de conciliation des usages du milieu marin et des documents de planification des espaces maritimes ;

- définit la politique générale d'aménagement et de mise en valeur du littoral, qu'elle évalue avec les autres administrations concernées ;

- élabore la réglementation du domaine public maritime naturel ;

- définit et met en œuvre la politique de gestion du trait de côte ;

- exerce la tutelle du Conservatoire de l'espace littoral et des rivages lacustres et de l'Institut français de recherche pour l'exploitation de la mer ;

- participe à la préparation et à la mise en application des conventions internationales relatives à la protection du milieu marin ;

- définit et pilote la politique nationale de protection des écosystèmes coralliens et associés, anime l'Initiative française pour les récifs coralliens et assure le secrétariat de son comité national ;

- assure les relations avec les associations d'élus des collectivités territoriales concernées par les politiques relatives aux milieux marins et littoraux ;

- pilote la mise en place du système d'information sur les milieux marins ;

- élabore la politique de contrôle des activités pour la protection de l'environnement marin et participe à sa mise en œuvre ;

- contribue à lutter contre les pollutions marines et participe à la préservation du bon état écologique des fonds marins ;

- élabore et pilote les stratégies de protection des espèces marines, de protection des espaces maritimes, de gestion des espèces marines non-indigènes, de luttes contre les déchets maritimes et de gestion des dragages ;

- s'assure de la coordination des actions des gestionnaires d'espaces naturels protégés maritimes et littoraux, y compris les aires marines protégées ;

- participe au dispositif POLMAR et à sa mise à jour et oriente l'action du Centre de documentation, de recherche et d'expérimentations sur les pollutions accidentelles des eaux.

- suit les questions relatives à la prise en compte des océans dans les politiques relatives à l'atténuation et à l'adaptation face au changement climatique.