中国气象局主要直属单位：国家气象中心（中央气象台）、国家气候中心、国家卫星气象中心（国家空间天气监测预警中心）、国家气象信息中心、气象探测中心、公共气象服务中心、中国气象科学研究院、资产管理事务中心、气象干部培训学院、机关服务中心、气象宣传与科普中心、中国气象报社、气象出版社、气象学会秘书处、华风气象传媒集团有限责任公司、中国华云气象科技集团公司。
全国气象部门（不含港、澳、台地区）现有31个省（区、市）气象局、330个地（市、州、盟）气象局、2170个县（市、旗）气象局，382个国家、省、地气象台，2424个气象观测站（其中艰苦气象站1195个，约占49%）。
全国气象部门现有职工109388人，其中在职职工72834人，离退休职工36554人，有两院院士9人，博士生导师26人，拥有高级技术职称的4415人。
中国气象局为国务院直属的事业单位（副部级）