Le double statut de l’IAP, Observatoire des Sciences de l’Univers (OSU) et Unité Mixte de Recherche (UMR), lui confère trois grandes missions : la recherche, la formation, la diffusion des connaissances.
L'IAP promeut un environnement de recherche sûr, respectueux, inclusif et éthique, en adéquation avec son Code de conduite.
La mission principale de l'IAP est la recherche. L'institut se focalise essentiellement sur les domaines de l’astronomie, de l’astrophysique, de la physique théorique, et dans des domaines interdisciplinaires en lien avec la physique des hautes énergies ou les mathématiques. Ces recherches peuvent se décliner selon quatre fonctions principales :
En revanche l’IAP n’est pas impliqué dans la conception ni la réalisation technique de nouveaux instruments d’observation.
La formation d’étudiants et de jeunes chercheurs en cours de thèse dans les domaines scientifiques est une mission essentielle pour l’avenir de la discipline. Elle s’exerce principalement au sein de Sorbonne Université dont l’IAP est une composante. Elle s’exerce aussi dans des lycées et collèges où l’astronomie est très peu enseignée, d’où également une participation des chercheurs de l'IAP à la formation des professeurs. L’enseignement universitaire s’exerce à tous les niveaux de la licence aux études doctorales
Par les interrogations fondamentales qu’elle soulève, et parce qu’elle révèle la nature des objets que chacun peut voir dans le ciel nocturne, l’astronomie est une science très prisée par le grand public. C’est donc une mission dévolue aux établissements de recherche comme l’IAP de diffuser auprès du public des connaissances générales sur l’astronomie, et surtout d’informer sur les découvertes récentes par des chercheurs dont c’est la spécialité. C’est ainsi que l’IAP participe régulièrement aux grandes manifestations nationales comme « la Science en fête ». Par ailleurs, des conférences grand public sont données mensuellement.
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