La mise en œuvre de nombreux protocoles et suivis scientifiques participe à la connaissance, l’évaluation et la surveillance du milieu marin. Lors de ces différentes opérations et des missions de surveillance, les agents du Parc marin assurent une présence régulière à la fois sur l'eau et sur l'estran. Ils mettent ainsi en œuvre des protocoles scientifiques, sensibilisent les publics aux enjeux de la préservation d’un milieu fragile et assurent une mission de surveillance et de contrôle.

L'unité Opérations du Parc naturel marin comprend des agents assermentés "inspecteurs de l'environnement" qui sont présents toute l'année sur le terrain avec certains pouvoirs de police judiciaire leur permettant de rechercher et constater des infractions dans les domaines de la police de l’environnement, de la police des pêches ou de la navigation. Ils sont en contact avec les autres services de police présents sur le territoire, tels que le service départemental de l’Office français de la biodiversité, la Direction départementale des Territoires et de la Mer (DDTM), la gendarmerie ou l'Office national des forêts (ONF). Ils travaillent également en coordination avec les gestionnaires des autres sites naturels présents dans le périmètre du Parc naturel marin (notamment Île aux oiseaux, domaine de Certes et Graveyron, les Réserves naturelles nationales du banc d’Arguin ou des prés salés d’Arès).