Los objetivos científicos de esta misión están enmarcados en la búsqueda de exoplanetas habitables, es decir planetas fuera del sistema solar, con condiciones de habitabilidad similares a las de la Tierra, y en la caracterización de sus estrellas anfitrionas.
Con los datos ultra-precisos obtenidos por PLATO podremos determinar las propiedades de planetas similares a la Tierra, orbitando alrededor de estrellas de tipo solar. Por otra parte, estudiaremos la estructura interna de un gran número de estrellas, así como las correlaciones entre las características de los exoplanetas y las de su estrella anfitriona.
El gran reto de PLATO es dar respuestas a algunas de las preguntas más trascendentes de la especie humana: