היחידה אחראית לשלבי המחקר הבסיסי באקדמיה, הובלת פרויקטי פיתוח בשלבי בשלות טכנולוגיים מוקדמים, תשתיות טכנולוגיות ביטחוניות, בניין הכוח של מתקני התשתית הלאומיים ולמחקר המדעי היישומי בתחומי הביטחון. ייעוד היחידה הינו להבטיח את שימור היכולות הטכנולוגיות והמדעיות של מערכת הביטחון בראיה צופה פני עתיד. בין תחומי העיסוק הבולטים של יחידת מד"ט: קוונטים, הנדסה ביולוגית, כימיה וביולוגיה, חומרים מתקדמים, פיזיקה יישומית, מדעי התעופה ואחריות על מתקני התשתית הלאומיים.

היחידה אחראית ליזימת ולפיתוח אבני בניין טכנולוגיות, בדיקות היתכנות, קדמי פיתוח והדגמות מבצעיות וכן על הרכשת פרויקטי פיתוח מלא וניהולם עבור צה"ל. מערכות מבצעיות רבות נולדו ביחידת המו"פ, כגון: כיפת ברזל, מעיל רוח, מגן אור, מטוס משימה אורון, טיל התמוז, עוקץ פלדה, מל"ט הזיק ומערכות רבות נוספות. יחידת המו"פ מובילה תחומים טכנולוגיים-מבצעיים רבים ובהם: טילאות ואווירונאוטיקה, דיגיטל, תקשורת וסייבר, מערכות מתקדמות ליבשה, לאוויר ולים, אופטרוניקה, דיפ-טק ועוד. בנוסף, יחידת המו"פ מובילה את תהליך הכשרת תכניות העילית "תלפיות" ו-"פסגות".

המנהלת הינה המוקד הלאומי המוביל את בניין הכח בחלל, להבטחת עליונותה ועצמאותה הבטחונית של מדינת ישראל בפעילות אל החלל, בחלל ומהחלל. המנהלת אחראית על כלל פעילויות בניין הכח במערכת הביטחון בנושאי מחקר, פיתוח, ייצור, הגנה, ניהול וכשירות מערך החלל, הכולל את מערך השיגור, הנכסים בחלל ומערך השו"ב והמיצוי. המנהלת הוקמה בשנת 1981 ובשנת 1988 החלה ישראל את דרכה כמעצמת חלל עם שיגורו של לווין "אופק 1". מאז, מנהלת החלל הובילה 11 שיגורי לווינים מוצלחים מסדרת "אופק" לצד פעולות מוצלחות בממד החלל.

מנהלת ההגנה מטילים, רקטות וכלים נושמי אוויר. המנהלת הינה מוקד ידע לאומי בתחום ההגנה מטילים, רקטות וכלים נושמי אוויר. אחראית לפיתוח והתעצמות בכל שכבות ההגנה האקטיבית, למערכות ההגנה "כיפת ברזל", "קלע דוד", "חץ 2" ו"חץ 3" ואחראית על הגנת שמי ישראל מאיומים. "חומה" פועלת בשיתוף פעולה הדוק עם הסוכנות האמריקאית - Missile Defense Agency MDA. המנהלת הוקמה בשנת 1991 ובמהלך שנות פעילותה הביאה להישגים חסרי תקדים בהגנה מעשרות אלפי איומים אוויריים שנורו על מדינת ישראל.

המנהלת אחראית להתעצמות בכל מערכות כלי הטיס הבלתי מאוישים לסוגיהם בכלל השכבות ומבצעים משימות איסוף ותקיפה תוך סגירת מעגלים מהירה. המל"טים מפותחים ומאורגנים במערכים שלמים הכוללים בנוסף לכלי הטיס גם מערכי שליטה קרקעיים, ערוצי תקשורת עם כלי הטיס, ומטענים ייעודיים שאותם מטיסים כלי הטיס לצורך ביצוע המשימות.

המנהלת הדואלית של מפא"ת מקדמת טכנולוגיה המשמשת כלי עזר בסמכויות האזרחיות והצבאיות. טכנולוגיה זו כוללת טכנולוגיות מתקדמות, רובוטים, בינה מלאכותית, רחפנים, פוטוניקה, קוונטים והגנה בסייבר, בנוסף לשדות טכנולוגיים רבים אחרים. המנהלת הדואלית של מפא"ת משמשת כממשק בין מערכת הביטחון הישראלית לבין שותפים רבים כגון: גופים ממשלתיים, חברות השקעות פרטיות ותאגידים במטרה להאיץ את הפיתוח של טכנולוגיה דואלית לתועלת המשותפת של שני הצדדים.