Comme les autres conservatoires botaniques nationaux, le conservatoire de Bailleul assure une quadruple mission
Connaissance
Elle se fait par la conservation d’archives (Bibliothèque, herbiers, plantes et semences conservées in situ et ex-situ...) et par le recensement mis à jour de la flore sauvage des milieux naturels ou sub-naturels. Le conservatoire dresse des cartes de répartition géographique, et contribue à la cartographie des corridors biologiques. Le conservatoire met à jour les atlas floristiques et pour cela évalue la rareté et les menaces pour environ 1500 espèces de plantes supérieures (sur son territoire de compétence, en 2007).
Il produit aussi, avec les universités et chercheurs des études phytosociologiques et sur la génétique des plantes et de leurs populations, leur mode ou conditions de germination et pollinisation, la biologie des populations, les réseaux écologiques, la Trame verte régionale, les études d'impacts et l'évaluation des mesures compensatoires, etc..).
Conservation
Le conservatoire contribue en premier rang à la protection, gestion et restauration de la biodiversité végétale (y compris diversité génétique), sur son aire de compétence, en lien avec les experts belges voisins et européens. Le Conservatoire établit avec l’état et en lien avec l’Europe des stratégies de conservation pour le patrimoine végétal sauvage. Cette mission est importante, en raison de l’industrialisation, urbanisation et agriculture particulièrement intensives dans cette région, une espèce disparaît tous les 2 ans en moyenne dans le territoire de compétence du conservatoire. Il travaille aussi avec les conservatoires des sites et du littoral, l’ONF, le CRPF, etc. La conservation du patrimoine végétal agricole ne relève pas des missions directes du Le CRBNB, hormis pour quelques espèces ayant de proches parents sauvages (Carotte de Tilque par exemple). Le CRBNB peut néanmoins y travailler avec des partenaires tels que le BRG (Bureau des ressources génétiques) en France, ou le CRRG (Centre régionale des ressources génétiques).
Conseil
En s'appuyant sur sa connaissance des milieux et de la flore, il a aussi une mission d'expertise, d’aide et conseil auprès des collectivités territoriales, qui se traduit notamment par l'établissement et la mise à jour des listes rouges menacées, d'espèces protégées et des guides (ex : guide des plantes protégées de la région Nord-Pas-de-Calais, et de la région Picardie).