北京市气象局由北京市国家气象系统各级管理机构实行上级主管气象机构与本级人民政府双重领导，以上级气象主管机构领导为主的管理体制。在上级气象主管机构和本级人民政府的领导下，根据授权承担北京市行政区域内气象工作的政府行政管理职能，依法履行气象主管机构的各项职责。
主要职能
根据《
中华人民共和国气象法》和
中央机构编制委员会印发的《地方国家气象系统机构改革方案》的有关规定，北京市气象局的主要职责是：
1.制定地方气象事业发展规划、计划，并负责北京市行政区域内气象事业发展规划、计划及气象业务建设的组织实施；负责北京市行政区域内重要气象设施建设项目的审查；对北京市行政区域内的气象活动进行指导、监督和行业管理。
2.按照职责权限审批气象台站调整计划；组织管理北京市行政区域内气象探测资料的汇总、分发；依法保护气象探测环境；管理北京市行政区域内气象标准化工作和涉外气象活动。
3.在北京市行政区域内组织对重大灾害性天气跨地区、跨部门的联合监测、预报工作，及时提出气象灾害防御措施，并对重大气象灾害作出评估，为本级人民政府组织防御气象灾害提供决策依据；管理北京市行政区域内公共气象服务工作；管理北京市行政区域内公众
气象预报、灾害性天气警报以及农业气象预报、城市环境气象预报、火险气象等级预报等专业气象预报的发布。
4.组织制订和实施北京市行政区域气象灾害防御规划；组织北京市行政区域内气象灾害防御应急管理工作；负责北京市行政区域内
突发公共事件气象保障工作。
5.制定人工影响天气作业方案，并在本级人民政府的领导和协调下，管理、指导和组织实施人工影响天气作业；组织管理雷电灾害防御工作，会同有关部门指导对可能遭受袭击的建筑物、构筑物和其它设施安装的雷电灾害防护装置的检测工作。
6.负责向本级人民政府和同级有关部门提出利用、保护气候资源和推广应用气候资源区划等成果的建议；组织对气候资源开发利用项目进行气候可行性论证；参与市政府应对气候变化工作，组织开展气候变化影响评估、技术开发和决策咨询服务。
7.组织开展气象法制宣传教育，负责监督有关气象法规的实施，对违反《
中华人民共和国气象法》有关规定的行为依法进行处罚，承担有关行政复议和行政诉讼。
8.统一领导和管理北京市行政区域内气象部门的计划财务、机构编制、人事劳动、科研和培训以及业务建设等工作；会同各区（县）人民政府对所辖气象机构实施以部门为主的双重管理；会同地方党委和人民政府做好当地气象部门的精神文明建设和思想政治工作。
9.承担中国气象局和
北京市人民政府交办的其它事项。
机构设置
一、局机关设办公室（应急管理办公室、行政管理处）、应急与减灾处、观测与预报处、科技发展处（气候变化处）、计划财务处、人事处、政策法规处（雷电防护管理办公室）、监察审计处（与党组纪检组合署办公）、机关党委办公室（精神文明建设办公室）、离退休干部办公室。
二、直属事业单位有：北京市气象台(北京区域中心气象台、北京市决策气象服务中心)、北京市气候中心(北京区域气候中心、北京市气象局卫星遥感应用中心)、中国气象局北京城市气象研究所(北京城市气象工程技术研究中心)、北京市气象科技服务中心(北京市专业气象台)、北京市观象台、北京市气象信息中心(北京市气象档案馆)、北京市气象局大气探测技术保障中心(北京市气象技术装备中心)、北京市气象局后勤服务中心(北京市气象局财务结算中心)、
北京市避雷装置安全检测中心，并代管北京市人工影响天气办公室。北京减灾协会、
北京气象学会挂靠北京市气象局。
三、区县气象局有：海淀区气象局、朝阳区气象局、丰台区气象局、门头沟区气象局、石景山区气象局、房山区气象局、
大兴区气象局、平谷区气象局、通州区气象局、顺义区气象局、怀柔区气象局、密云县气象局、
延庆县气象局、昌平区气象局和上甸子大气本底污染监测站(上甸子国家气候观象台)。
内设机构
观测与预报处（华北区域气象中心协调办公室）：牵头负责区域中心协调管理工作；负责综合气象观测、气象预测、预报、预警业务和气候业务的管理；组织协调北京区域灾害性天气联防；负责综合气象观测站网和大型气象技术装备的规划布局，实施气象探测环境保护相关管理；负责气象装备技术保障业务管理；负责气象通信网络和气象资料审核、共享及开发应用的管理；组织实施分管职责内相关业务技术培训等。
科技发展处（气候变化处）：协助区域气象科技相关组织协调工作；负责市气象局的科技管理工作，拟定气象科技发展规划，组织重大科技项目申报、科技项目攻关、科技成果的推广和应用、科技奖励组织申报、科技合作与交流等；组织协调市气象局气候变化相关科研工作；负责市科委、市科协安排的气象科普宣传工作的协调和管理等；组织实施分管职责内的相关培训；牵头区域气象科技合作相关组织协调。
现任领导
北京市气象局党组成员、副局长：冷春香
获得荣誉
2009年1月，获得
中央精神文明建设指导委员会授予的“第二批全国文明单位”荣誉称号。
机构地址
地址：北京市海淀区紫竹院路43号气象局家属院。