广州市气象局为事业单位，市正局级，实行以上级气象部门为主与市政府双重领导的管理体制，既是上级气象部门的下属单位，又是市政府主管气象工作的部门。

主要工作任务是：

(一)贯彻落实中央和省、市有关气象工作的方针政策和法律法规，负责全市气象事业发展规划的制定和组织实施，对本行政区域内的气象活动进行指导、监督和行业管理。

(二)负责气象监测网络工作的管理，保护气象探测环境;管理本行政区域内气象预报警报的发布，组织协调气象应急工作，统筹突发事件预警信息发布系统工作;负责对重大气象灾害的评估工作。

(三)负责本行政区域内气候预测，及气候资源利用、保护工作;组织重大建设项目、气候资源开发利用项目进行气候可行性论证等工作，为政府应对气候变化和减缓气候变化影响，提供决策依据。

(四)负责管理实施人工影响天气的有关工作。

(五)负责组织管理气象灾害防御工作，负责本行政区域内防雷设施的设计审核、施工监督、竣工验收和定期检测、雷电灾害风险评估、调查及事故鉴定等工作。

(六)负责监督有关气象法律法规的实施，依法对违反气象法律法规的行为进行处罚，承担有关行政复议和行政诉讼。

(七)会同区、县级市人民政府对所辖气象机构实施以部门为主的双重管理，健全和完善双重领导管理体制。

(八)承办省气象局和市委、市政府交办的其他事项。

根据上述任务，市气象局设5个内设机构：办公室(与纪检监察审计室合署)、应急减灾处(与政策法规处合署)、观测预报处、计划财务处、人事教育处。市气象局下设5个直属单位：广州市气象台、广州市气候与农业气象中心(挂广州市灰霾监测中心牌子)、广州市气象信息网络中心(挂广州市突发事件预警信息发布中心牌子)、广州市防雷减灾管理办公室、广州市防雷设施检测所。