Su misión es aportar al desarrollo de conocimientos y capacidades ambientales en Chile y Sudamérica, mediante investigación aplicada, consultoría y formación para gobiernos y empresas.

Para esto cuenta con  un equipo de profesionales y expertos chilenos que a partir de los lineamientos y dirección general del profesor Molina, promueven y gestionan proyectos y estudios medioambientales con participación de instituciones y profesionales de reconocida experiencia a nivel internacional.

A la fecha, Centro Mario Molina Chile ha desarrollado proyectos dentro y fuera del país, en ámbitos relacionados con la comprensión y solución de problemas de contaminación atmosférica en cooperación con diversas instituciones internacionales, entre las que se encuentran el Instituto Sueco de Hidrología y Meteorología, el Instituto Noruego para la Investigación en Aire, el Instituto Nacional de Investigación Ambiental de Dinamarca y la Escuela de Salud Pública de la Universidad de Harvard.

El Centro ha puesto un énfasis en la publicación de sus trabajos en revistas científicas internacionales. De esta forma se busca aportar al desarrollo de conocimientos ambientales en el país, abriendo una oportunidad para el involucramiento del sector privado en investigación aplicada bajo estándares internacionales de vanguardia.