L'exercice de la maîtrise d'ouvrage recouvre des notions complexes relevant de plusieurs niveaux et/ou domaines. Elle se compose de trois tâches essentielles :
La définition des besoins
La direction d'investissement (financement et budget)
La conduite d'opération
Les deux premières tâches évoquées ci-dessus relèvent d'une gestion politique de l'opération et constituent le volet amont, la dernière, d'une gestion purement technique.
L'exercice de la maîtrise d'ouvrage apparaît alors comme une synthèse entre le volet politique et le volet technique.
Le volet amont : La loi indique que le « véritable maître d'ouvrage » est celui pour lequel l'ouvrage est construit. C'est une définition en partie contestable. Dans le cas de l'opération menée par l'EPA Jussieu, la question est complexe car, en fait, les ouvrages sont réalisés pour l'État, mais dans le but d'héberger les universités. Il est indiqué que la première responsabilité du maître d'ouvrage consiste à définir le programme des besoins et arrêter les budgets nécessaires à l'opération.
Dans la pratique, plusieurs acteurs sont investis dans cette tâche afin de déterminer ce qu'il faut réaliser et définir ainsi un programme.
La définition des besoins est nécessairement une phase longue et complexe car elle conduit à arrêter des orientations déterminantes pour la suite des opérations. La définition des programmes ne peut s'établir qu'en concertation étroite avec les universités présentes sur le site, mais en se projetant à un terme le plus éloigné possible.
Le financement : le maître d'ouvrage a pour mission de fixer une enveloppe financière prévisionnelle et de respecter le budget déterminé. Concernant le site de Jussieu, la difficulté principale a résidé dans le fait qu'il a fallu définir le coût de l'opération sans disposer de référentiels valables. En effet, aucune autre opération de cette envergure n'a été menée auparavant, qui aurait pu servir de référence en matière d'estimation budgétaire.
Cette phase relève à la fois du niveau politique, dans les choix de programmes adoptés et du niveau technique dans l'élaboration du budget.
Le volet technique est consacré à la réalisation du programme politique : c'est la conduite d'opération :
Au cours de cette phase purement technique, le maître d'ouvrage réalise ou pilote les études, consultations ou concours et prend toutes les décisions issues des études techniques préalables. Il met en place les marchés nécessaires puis encadre et valide le travail des maîtres d'oeuvre, des entreprises et de tous les acteurs concernés. Il réceptionne les ouvrages et les transfère aux utilisateurs.