La recherche scientifique et la formation sont des missions fondamentales de l'ENS Cachan. Au-delà des débouchés liés à l'enseignement supérieur, l'École forme aussi des cadres pour les collectivités publiques et les grandes entreprises.

Les missions de l'École normale supérieure de Cachan sont définies dans le décret statutaire du 15 janvier 2011.

L'article 1 indique que l'Ecole normale supérieure de Cachan est un établissement public à caractère scientifique, culturel et professionnel au sens de l'article L. 716-1 du code de l'éducation. L'article 2 du décret spécifie que école est placée sous la tutelle du ministre chargé de l'enseignement supérieur qui exerce, à son égard, les compétences attribuées au recteur d'académie, chancelier des universités, par le code de l'éducation et les textes pris pour son application.

L'article 3 définit précisément les missions : "L'école prépare, par une formation scientifique et culturelle de haut niveau, des élèves se destinant à la recherche scientifique fondamentale ou appliquée, à l'enseignement universitaire et dans les classes préparatoires aux grandes écoles ainsi qu'à l'enseignement secondaire et, plus généralement, au service des administrations de l'Etat et des collectivités territoriales, de leurs établissements publics ou des entreprises. Des étudiants se destinant notamment aux différents métiers de l'enseignement et de la recherche bénéficient également de ses formations."

L'ENS Cachan :

• exerce ses missions principalement dans les disciplines technologiques, scientifiques, de gestion et des sciences sociales.
• assure également la préparation de diplômes nationaux de niveau égal ou supérieur au master qu'elle est habilitée à délivrer. Elle peut délivrer des diplômes propres. Elle peut préparer à des concours des fonctions publiques.
  conduit des activités de formation continue.
• définit et met en œuvre une politique de recherche scientifique et technologique qu'elle valorise par ses publications, ses productions scientifiques et pédagogiques, ses brevets et licences d'exploitation. Elle promeut la création et le soutien de jeunes entreprises innovantes.
• collabore avec des organismes de recherche ou d'enseignement supérieur français ou étrangers dans une perspective multidisciplinaire et internationale.
• facilite les poursuites d'études de ses diplômés, notamment en doctorat.