Theo quyết định, Tổng cục Khí tượng Thủy văn là tổ chức trực thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường, thực hiện chức năng tham mưu, giúp Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường quản lý nhà nước và tổ chức thực thi pháp luật về khí tượng thủy văn trong phạm vi cả nước; quản lý và tổ chức thực hiện các hoạt động dịch vụ công thuộc phạm vi quản lý nhà nước của Tổng cục theo quy định của pháp luật.
Tổng cục Khí tượng Thủy văn có nhiệm vụ trình Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường dự án luật, dự thảo nghị quyết của Quốc hội; dự án pháp lệnh, dự thảo nghị quyết của Ủy ban Thường vụ Quốc hội; dự thảo nghị định của Chính phủ, nghị quyết của Chính phủ; dự thảo quyết định, chỉ thị của Thủ tướng Chính phủ; cơ chế, chính sách và các văn bản khác thuộc phạm vi quản lý của Tổng cục; chiến lược, quy hoạch, kế hoạch phát triển dài hạn, trung hạn, hàng năm, chương trình, dự án, đề án, nhiệm vụ và công trình quan trọng quốc gia về khí tượng thuỷ văn; Tiêu chuẩn quốc gia, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia, định mức kinh tế - kỹ thuật thuộc phạm vi quản lý của Tổng cục.
Đồng thời hướng dẫn chuyên môn, nghiệp vụ thuộc phạm vi quản lý của Tổng cục; tổ chức tuyên truyền, phổ biến, giáo dục pháp luật về các lĩnh vực thuộc phạm vi quản lý của Tổng cục; hướng dẫn, kiểm tra và tổ chức thực hiện các văn bản quy phạm pháp luật, cơ chế, chính sách, chiến lược, quy hoạch, kế hoạch, chương trình, dự án, đề án, nhiệm vụ thuộc phạm vi quản lý của Tổng cục.
Về mạng lưới trạm khí tượng thủy văn, Tổng cục Khí tượng Thủy văn có nhiệm vụ quản lý các hoạt động quan trắc, điều tra, khảo sát khí tượng thủy văn; theo dõi hoạt động của các trạm khí tượng thuỷ văn thuộc các công trình bắt buộc phải quan trắc và cung cấp thông tin, dữ liệu khí tượng thuỷ văn.
Thẩm định nội dung về khí tượng thủy văn trong quy hoạch, thiết kế các công trình, dự án đầu tư xây dựng trọng điểm quốc gia và trong quy hoạch, thiết kế các công trình, dự án đầu tư xây dựng theo quy định của pháp luật; thẩm định các dự án xây dựng, cải tạo, nâng cấp công trình khí tượng thủy văn của Bộ Tài nguyên và Môi trường theo phân công của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường; xây dựng, quản lý, khai thác mạng lưới trạm khí tượng thủy văn quốc gia, quan trắc định vị sét, giám sát biến đổi khí hậu; tổ chức thực hiện các hoạt động quan trắc, điều tra, khảo sát khí tượng thủy văn...
Về dự báo, cảnh báo khí tượng thủy văn, Tổng cục có nhiệm vụ quản lý các hoạt động dự báo, cảnh báo khí tượng thuỷ văn, truyền phát tin dự báo, cảnh báo khí tượng thuỷ văn; hướng dẫn việc cung cấp, sử dụng thông tin dự báo, cảnh báo thiên tai trên phạm vi cả nước; kiểm tra, giám sát, đánh giá chất lượng dự báo, cảnh báo và truyền, phát tin khí tượng thủy văn, thiên tai khí tượng thủy văn theo quy định.
Xây dựng, quản lý, khai thác hệ thống dự báo, cảnh báo khí tượng thuỷ văn quốc gia; tổ chức thực hiện các hoạt động dự báo, cảnh báo khí tượng thuỷ văn; truyền phát tin dự báo, cảnh báo khí tượng thuỷ văn; phát tin chính thức cảnh báo thiên tai và cấp độ rủi ro thiên tai...
Cơ cấu tổ chức
Tổng cục Khí tượng Thủy văn có 22 đơn vị: Vụ Quản lý dự báo khí tượng thủy văn; Vụ Quản lý mạng lưới khí tượng thủy văn; Vụ Khoa học, Công nghệ và Hợp tác quốc tế; Vụ Kế hoạch - Tài chính; Vụ Tổ chức cán bộ; Văn phòng Tổng cục; Trung tâm Quan trắc khí tượng thủy văn; Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn quốc gia; Trung tâm Thông tin và Dữ liệu khí tượng thủy văn; Trung tâm Ứng dụng công nghệ khí tượng thủy văn; Tạp chí Khí tượng Thủy văn; Liên đoàn Khảo sát khí tượng thủy văn; Đài Khí tượng cao không; Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Tây Bắc; Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Việt Bắc; Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Đông Bắc; Đài Khí tượng Thủy văn khu vực đồng bằng Bắc Bộ; Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Bắc Trung Bộ; Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Trung Trung Bộ; Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Nam Trung Bộ; Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Nam Bộ; Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Tây Nguyên.
Tổng cục Khí tượng Thủy văn có Tổng cục trưởng và không quá 4 Phó Tổng cục trưởng do Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường quyết định bổ nhiệm, miễn nhiệm theo quy định của pháp luật.