圍繞上海社會、經濟發展、環境保護和城市建設的中心任務，開展前瞻性、應用性環境研究，為環境管理提供決策咨詢和技術支持；開展環境影響平價，環境項目設計建設為企業環境保護服務，組織推進清潔生產和環境標準示範。
上海環境保護信息中心
負責市環保局信息系統規劃的編制；市級環保信息系統的建設、維護和日常技術運行管理；負責市級環保信息的技術管理和處理分析，向社會提供環保信息咨詢服務。
上海環境監測中心
參與制定全市環境監測計劃；通常是環境因素造成的
法規監測、汙染源監督監測和汙染事件調查；編寫城市環境質量報告；開展環境監測技術研究；參與制定和修訂環境標準和技術規範，負責全市環境監測的質量保證；對各區縣環境監測站進行業務和技術指導，負責全市環境監測網絡業務的組織和協調；承擔全市環境汙染糾紛的綜合環境調查和技術仲裁。
上海環境監察總隊
主要負責三檢兩調壹收費，即汙染源排放、環保設施運行和三同時項目實施；事故調查和群眾矛盾調查；收排汙費。負責指導本市各區縣環境監測部門的業務工作。負責環境應急熱線的日常運行和管理。負責全市輻射環境質量監測；負責放射性汙染源和電磁輻射的監督監測；建設項目放射性本底調查、三同時監測和仲裁監測；放射性廢物的儲存和處理。
負責危險廢物經營許可證的審查和管理；負責危險廢物轉移聯單的管理；負責進口廢物的管理；監督管理危險廢物的產生、處理和處置。
上海環境保護宣傳教育中心
宣傳黨和國家的環境保護方針政策，提高人民的環境意識，組織策劃環境宣傳教育活動，動員全社會防治環境汙染，保護環境質量，協調環境教育。
上海環境保護發展中心
負責環保產業的技術開發；汙染源控制設施的專業化運行管理；組織編制建設項目環境影響評價書(表)。