L'objectif général de la mission TARANIS est l'étude du couplage magnétosphère-ionosphère-atmosphère via des processus transitoires. A l'origine de la proposition, les processus transitoires considérés étaient pour l'essentiel les "sprites" et phénomènes associés, d'où le nom TARANIS (Tool for the Analysis of RAdiation from lightNIng and Sprites). Aujourd'hui, tous les phénomènes optiques transitoires observés entre 20 et 100 km d'altitude (blue jets, red sprites, halos, elves, etc.) sont regroupés sous le terme de TLEs (Transient Luminous Events).

De plus, l'étude est étendue aux précipitations et accélérations transitoires d'électrons énergétiques, que ces électrons soient directement liés ou non aux TLEs. La détection et l'étude des flashes gamma et X très certainement associés aux TLEs, et que l'on appellent TGFs (Terrestrial Gamma Flashes), font partie des objectifs de la mission. Compte tenu de l'orbite du satellite, l'accent est mis sur les moyennes et basses latitudes qui, de fait, ont été très peu étudiées dans le passé.

La mission TARANIS a quatre objectifs principaux :

Estimation du taux d'occurrence des TLEs et des émissions associées, mise en évidence des acteurs déclenchants;
Caractérisation des TGFs et des faisceaux d'électrons ("runaway electrons") accélérés de l'atmosphère vers la magnétosphère;
Mise en évidence des effets des TLEs et TGFs sur le couplage entre l'ionosphère et la magnétosphère;
Mise en évidence du rôle des électrons précipités dans le couplage entre la magnétosphère et l'atmosphère.