ภารกิจตามวัตถุประสงค์การจัดตั้งสำนักงานนวัตกรรมแห่งชาติ (องค์การมหาชน)

1. ยกระดับความสามารถด้านเทคโนโลยีและนวัตกรรมในสาขาอุตสาหกรรมที่เป็นยุทธศาสตร์ของประเทศ และอุตสาหกรรมใหม่ที่กำลังจะเกิดขึ้นในอนาคตทั้งระดับภูมิภาค ระดับประเทศและนานาชาติ
2. เชื่อมโยงเครือข่ายวิสาหกิจอย่างบูรณาการ โดยให้การสนับสนุนทั้งด้านวิชาการและการเงิน
3. ส่งเสริมให้เกิดการพัฒนาระบบนิเวศนวัตกรรมที่อยู่ในภูมิภาคร่วมกับเครือข่ายในพื้นที่ทั้งภาคการศึกษา ภาคเอกชน และภาคประชาสังคม เพื่อให้เกิดทรายเม็ดใหม่ที่เป็นทั้งวิสาหกิจเริ่มต้น (Startup) และวิสาหกิจขนาดกลางและขนาดย่อมที่ประยุกต์ใช้เทคโนโลยี (Smart SMEs)
4. สนับสนุนการยกระดับทักษะความสามารถของบุคลากรด้านเทคนิค และการบริหารจัดการองค์กรให้เกิดเป็น "องค์กรนวัตกรรม"
5. สร้างการรับรู้และสร้างความเข้าใจด้านนวัตกรรมและเทคโนโลยี เพื่อให้เกิดวัฒนธรรมนวัตกรรมทั้งในระดับอุตสาหกรรม ระดับองค์กร และประชาชน