Ekspedicijų metu Jūrinių tyrimų centro specialistai atlieka hidrometeorologinius (oro temperatūra, drėgnumas, vėjo kryptis ir greitis, matomumas, atmosferos reiškiniai, debesuotumas) bei hidrologinius (vandens temperatūra, druskingumas, skaidrumas, bangavimas) stebėjimus, hidrocheminius (deguonies kiekis vandenyje, biogeninės medžiagos ir pan.), ekotoksikologinius (naftos angliavandeniliai, pesticidai, sunkieji metalai ir kitos medžiagos vandenyje bei grunte) ir hidrobiologinius tyrimus.
Jau kelis dešimtmečius vykdomi tyrimai padeda įvertinti Baltijos jūros būklę, nustatyti ilgalaikius pokyčius ir prognozuoti, kaip žmogaus veikla gali atsiliepti vandenų kokybei ir gyviesiems organizmams.
Baltija - viena labiausiai izoliuotų pasaulio jūrų, jos vandenys atsinaujina per 25-30 metų. Dėl savo uždarumo ir aplinkos sąlygų ji itin jautri taršai.
Vienos svarbiausių Baltijos jūros problemų - eutrofikacija (biologinio produktyvumo didėjimas dėl maistinių medžiagų patekimo į jūrinę aplinką) ir tarša nafta bei jos produktais.