La sous-direction du littoral et des milieux marins contribue, en liaison avec les administrations concernées, à l'élaboration, la mise en œuvre et l'évaluation d'une politique de protection, de valorisation et d'aménagement durable des espaces littoraux pour la gestion intégrée de la mer et du littoral. Elle contribue à la préservation de la biodiversité en mer et à la protection des milieux marins. Elle coordonne la transposition et la mise en œuvre des directives d'application de la stratégie marine européenne. Elle contribue à la politique de protection des ressources halieutiques. Elle participe aux négociations européennes et internationales sur ces politiques :
 ― elle définit la politique générale d'aménagement et de mise en valeur du littoral, qu'elle évalue avec les autres administrations concernées ; 
 ― elle élabore la réglementation du domaine public maritime naturel ; 
 ― elle définit et met en œuvre la politique de gestion du trait de côte ; 
 ― elle contribue à définir les instruments de la politique de gestion intégrée des zones côtières ; 
 ― elle 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 ; 
 ― elle participe à la préparation et à la mise en application des conventions internationales relatives à la protection du milieu marin, notamment contre les pollutions ; 
 ― elle anime l'Initiative française pour les récifs coralliens et assure le secrétariat de son comité national ; 
 ― elle assure les relations avec les associations d'élus des collectivités territoriales concernées. 
 Elle 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.
Elle comprend :
 ― le bureau des milieux marins ;
 ― le bureau du littoral et du domaine public maritime naturel ;
 ― le bureau de la gestion intégrée et de la planification stratégique.