Évaluer la biomasse des petits pélagiques (anchois, sardines) par méthode directe. Pour cela, la campagne doit alterner entre prospection acoustique et chalutages d'identification. Un signal acoustique est envoyé depuis un sondeur fixé sous  le navire et chaque fois qu'il rencontre le fond ou des bancs de poissons, il est réfléchi et retransmis aux sondeurs. Ainsi, on peut observer en continu la forme et l'intensité de ces échos qui matérialisent les bancs de poissons. Des chalutages d'identification des espèces sont effectués afin de définir la proportion des espèces présentes dans les échos détectés.

Collecter le plus grand nombre de paramètres biologiques possible sur les espèces cibles de petits pélagiques (anchois, sardines, sprats) pour mieux comprendre la dynamique de population de ces espèces. Pour cela, des mesures morphométriques, ainsi que la détermination du sexe et du stade de maturité des poissons sont réalisées. Enfin, des otolithes sont prélevés afin de pouvoir déterminer l'âge des poissons, les taux de gras mesurés pour avoir un indicateur de leur état de santé. Ces paramètres biologiques sont très importants pour compléter l'évaluation de biomasse et avoir une meilleure compréhension des processus sous-jacents à la variabilité de ces populations. Cela permet par exemple de déterminer la structure en âge ou en taille des populations, d'avoir une idée de leurs réserves énergétiques, etc.

Mieux comprendre l'écosystème pélagique dans son ensemble, du plancton aux prédateurs supérieurs. La campagne PELMED a pour but premier d'évaluer les stocks de petits pélagiques, mais elle s'attache également à accumuler le plus de données possible sur les différents compartiments de l'écosystème pélagique, allant des paramètres physiques (température, salinité) aux prédateurs supérieurs (mammifères marins, oiseaux), en passant par les différents niveaux trophiques inférieurs (phyto- et zooplancton, poissons petits pélagiques). Ainsi, après chaque chalutage, une station hydrologique est réalisée avec la mesure de la température et de la salinité le long de la colonne d'eau via une CTD, des prélèvements d'eau et de phytoplancton avec une bouteille Niskin et des prélèvements de zooplancton à l'aide d'un trait vertical de WP2. Afin de mieux connaître le compartiment planctonique, d'autres prélèvements sont envisagés comme des traits obliques de bongos, qui permettraient de mieux prélever les espèces mobiles. Enfin, tout au long de la campagne nous réalisons l'observation et le comptage des oiseaux et mammifères marins. En plus de la compréhension de l'écosystème, ceci permet de fournir un certain nombre d'indicateurs nécessaires au suivi du milieu marin dans le cadre de la DCSMM (Directive Cadre sur le Milieu Marin).