L'OSAV est le centre de compétence de la Confédération dans les domaines de la sécurité alimentaire, de la nutrition, de la santé animale, de la protection des animaux et de la conservation des espèces dans le commerce international.
La santé des animaux, leur bien-être, la sécurité des denrées alimentaires et des objets usuels ainsi que l'alimentation saine font partie des principaux champs d'activité de l'OSAV. Il est également l'organe de gestion de la Convention sur le commerce international des espèces de faune et de flore sauvages menacées d'extinction (CITES) et surveille à ce titre la circulation et le commerce transfrontières des animaux et des plantes protégés. Par ailleurs, il contrôle l'importation des animaux et des produits animaux.
L'activité de l'OSAV en faveur de l'être humain et des animaux se fonde sur différentes bases légales: la constitution fédérale, les lois et ordonnances, ainsi que les accords internationaux. L'office a aussi pour tâche de préparer ces bases légales. L'exécution de la législation incombe essentiellement aux cantons. L'OSAV entend promouvoir l'homogénéité de l'exécution au niveau des cantons et soutient ceux-ci en pratiquant une communication active, en diffusant les informations utiles et en proposant un programme de formation et de perfectionnement.
Son objectif prioritaire est d'être prêt à faire face aux nouvelles tâches et aux menaces éventuelles. Il est le partenaire des autres autorités nationales et internationales et des organismes dont les missions et les objectifs sont analogues aux siens. L'OSAV répond aux attentes de la population en lui fournissant une information franche, complète et scientifiquement objective. A cet effet, l'office pratique la recherche appliquée et soutient les projets de recherche dans son domaine d'activité.
Avec l'Institut de virologie et d'immunologie (IVI) qui lui est rattaché, l'OSAV dispose du service chargé de la procédure d'autorisation de mise sur le marché des vaccins et des sérums pour les animaux ainsi que du laboratoire de référence suisse pour le diagnostic, la surveillance et le contrôle des épizooties hautement contagieuses.