負責局機關系統政務工作的組織、協調和監督。協助局領導組織協調局機關日常工作，協調局領導公務活動。制定機關的行政規章制度並監督實施。負責機要、秘書、檔案、政府值班、文電處理、政府信息和政府信息公開、電子政務及相關會議組織工作。負責承辦NPC和CPPCC提出的建議、議案、意見和環境信訪。擬定局年度工作計劃，起草年度工作總結和綜合工作報告，撰寫《中國環境年鑒》和《天津年鑒》稿件。負責財務、固定資產、辦公自動化、員工醫療保險等行政管理工作。
人事部(黨組辦公室)
負責局系統黨建、黨務和思想政治工作。擬訂局黨組年度工作計劃。負責局機關系統的統戰、民族、僑務、保密、國家安全和對臺工作。負責局系統的精神文明建設。指導共青團和婦女委員會的工作。負責局黨組會議的準備、記錄、文件管理等日常工作。指導環保系統行業精神文明建設和思想政治工作。
負責局系統人事幹部的調配和管理。負責國家公務員的錄用、考核、晉升、任免和獎懲。負責系統組織、編制、勞動工資、福利保險、職稱評定等工作。指導環保系統機構改革和人事管理工作。協助局黨組對區縣環保局領導幹部實行雙重管理。組織開展區縣黨政領導班子環境保護和政治紀律考核。歸口管理環保系統人才隊伍建設、幹部培訓、職(執)長資格認定工作和證書審核發放工作。
生態城市建設辦公室
負責天津生態城建設領導小組辦公室的日常工作。負責生態城市建設的組織協調，推進生態城市建設行動計劃的實施。負責全市重大環保項目的協調和推進。承擔鞏固創造模式成果相關項目的協調和推進工作。組織編制天津市環境保護規劃和計劃。參與制定天津市經濟社會發展規劃、國土規劃和城市總體規劃。審查城市總體、區域、城市和專項規劃中的環境保護內容。參與城市可持續發展規劃的編制。承擔城市環境綜合整治量化考核等其他綜合業務工作的推進和實施，負責業務信息的匯總和分析。
財務計劃辦公室(審計辦公室)
負責局系統財務計劃管理。制定局系統部門預算和專項資金管理辦法並監督實施。組織局機關系統環境監管能力建設項目的實施。會同市財政局負責市級環保專項資金、中央環保專項資金和減排專項資金的項目管理。負責灤河水質保護專項資金的項目管理。負責局系統基本建設項目的立項、投資計劃的下達和竣工驗收。負責局系統固定資產的管理。負責局機關系統政府采購的監督管理。負責局機關系統內部審計和局機關領導幹部經濟責任審計。組織制定和實施年度內部審計計劃。組織內部審計管理方法和制度的修訂和評審。負責局機關系統經營實體的監督管理。負責機關服務中心的業務工作。
總控制辦公室
負責汙染減排目標的實施。組織實施主要汙染物排放總量控制和環境統計的法律、法規和規章。制定本市主要汙染物總量控制計劃和年度減排計劃並監督實施。負責汙染減排項目的實施、推廣和監督。建立並組織實施總量減排責任制考核制度。組織核查主要汙染物總量削減情況。承擔環境保護統計工作，負責環境統計信息管理，組織編制年度環境統計報表。
水環境保護部
負責水環境保護和水汙染防治的監督管理。組織實施水汙染防治、水和海洋環境保護的法律、法規和規章。組織制定本市水汙染防治和水環境保護的政策、法規、規章和標準，以及水環境和近岸海域功能區劃，並監督實施。組織制定水汙染防治和水環境保護計劃並監督實施。負責指導、協調和監督全市海洋環境保護工作。監督管理海岸工程、陸地汙染源、船舶拆解等海洋環境汙染防治。組織制定排水許可制度並監督實施。負責排汙單位水汙染防治工作的監督管理。組織水環境形勢分析。
大氣環境保護司
負責大氣環境保護和大氣汙染防治的監督管理。組織實施大氣環境保護和大氣及機動車排氣汙染防治的法律、法規和規章。組織制定本市大氣環境保護和大氣、機動車排氣汙染防治的政策、法規、規章、標準和大氣環境功能區劃，並監督實施。組織制定大氣環境保護和大氣汙染防治的規劃和計劃，並監督實施。負責新定型車輛發動機和車輛的環保審批，建立在用車和油品的監督管理體系。參與制定能源發展規劃和計劃。組織制定大氣汙染排放許可證制度並監督實施。負責排汙單位大氣汙染防治工作的監督管理。組織大氣環境形勢分析。
固體廢物汙染管理辦公室
負責固體廢物和噪聲汙染防治的監督管理。組織實施噪聲、振動、固體廢物、化學品環境管理和城市土地汙染防治的法律、法規和規章。組織制定本市噪聲、振動、固體廢物和危險化學品廢物管理以及城市土地汙染防治的政策、法規、規章和標準，並監督實施。組織制定噪聲、振動、固體廢物、危險化學品廢物管理和城市土地汙染防治規劃，並監督實施。負責進口廢物審核、危險化學品廢物經營許可證審批。負責對產生噪聲、振動、固體廢物和危險化學品廢物的單位的汙染防治工作進行監督管理。集中管理固體廢物和有毒化學品管理中心的業務。
生態保護部
負責自然生態和農村環境保護的監督管理。組織實施自然生態和農村環境保護的法律、法規和規章。組織制定本市自然生態和農村環境保護的法律、法規、規章和標準並監督實施。組織制定全市自然生態和農村環境保護規劃並監督實施。綜合管理自然保護區，組織地方自然保護區評估。配合有關部門開展生物多樣性保護、生物物種資源和生物安全管理。負責生物技術環境安全的監督管理。組織協調農村環境保護工作。組織編制農村環境綜合整治規劃，並予以指導和推進。組織指導農村生態示範建設和生態農業建設。負責農村土壤汙染防治的監督管理。歸口管理中元古代自然保護區管理處的業務工作。
發展管理辦公室
負責組織規劃環境影響評價和項目環境影響評價。組織實施與環境影響評價相關的法律、法規和規章。擬訂本市環境影響評價的政策、法規和規章，並監督實施。參與制定產業調整發展的政策和規劃，組織重大發展規劃、重大經濟發展規劃和重要行業的環境影響評價。組織有關部門和專家對規劃環評進行技術審查。組織建設項目環境影響評價文件的審批和竣工環境保護驗收。負責管理天津市環境影響評價“專家庫”。組織局系統行政許可服務中心窗口的工作。指導區縣建設項目的環境保護管理。歸口管理環境工程評價中心的業務工作。
科技標準司
負責環境保護科技發展。組織實施環境保護科技政策。組織制定本市環境保護科技政策、規劃和計劃並監督實施。組織環境保護科學技術研究和攻關，組織環境保護技術工程示範和最佳實用技術的推廣應用。負責環境標準管理和地方環境標準的制定和修訂。負責建立全市環境標準體系。組織實施環境保護設施運營單位資質認可制度。參與引導和推動循環經濟、清潔生產和環保產業發展。指導直屬單位的科技工作。推進環境技術管理體系建設。管理環境科學研究所、信息中心和環境學會的業務工作。
國際合作辦公室
負責環境保護的國際合作與交流。組織實施國際環境合作的法律、法規和規章。負責擬訂本市環境保護國際合作與交流的規劃和計劃並組織實施。制定局機關外事工作的規章制度並監督實施。負責國際環保演出活動的對外聯絡。組織環境保護國際合作信息交流。負責局機關系統的外事管理工作。負責局系統人員因公出國的審批手續。
法律事務辦公室
負責建立和完善本市環境保護法律法規等基礎制度。依法指導和監督環境保護管理工作。負責起草和修訂本市綜合性環境保護法律、法規和規範性文件。組織協調本市環境保護單項法律、法規和規範性文件的制定和修訂，並負責審核、備案和上報。負責擬訂本市環境保護法制工作規劃和年度計劃，並組織實施。參與本市相關法規的立法工作。組織行政處罰聽證、行政復議和行政訴訟。指導和監督區縣環保局的法制工作。
實驗室
負責組織開展環境保護政策研究。參與制定本市與環境保護有關的經濟和產業政策。制定環境保護研究的規劃和計劃並組織實施。組織綜合性環境政策調查研究，研究重大環境保護措施和對策，提出政策建議。指導和監督區縣環境政策和環境保護的研究。
排放交易辦公室
參與主要汙染物排汙權交易的監督管理。負責主要汙染物排汙權交易企業的資質、交易量和環保審查。
紀檢監察室
負責組織協調局系統黨風廉政建設和反腐敗工作，指導推進全市環保系統建設，承擔黨風廉政建設領導小組日常工作。監督黨員領導幹部行使權力，檢查和處理黨員及其主體違反黨紀、政治紀律、黨的民主集中制和黨員民主權利的行為，受理黨員的申訴和控告，維護黨員權利。負責局機關系統的行政監察，參與查處行政機關和監察對象違反環境保護法律法規的行為。接待、調查和處理與紀檢監察有關的來信來訪。
黨委
負責局機關黨務工作。
老幹部部門(工會)
負責離退休幹部的管理工作。負責局系統的工會工作。
濱海新區分局
貫徹執行國家和本市有關環境保護的方針、政策和法律法規，對濱海新區環境保護工作實施統壹管理和監督檢查；組織編制濱海新區環境保護規劃和計劃，並監督實施；負責濱海新區建設項目的規劃環評和環境保護管理；組織、指導、協調和監督濱海新區的生態保護和汙染治理；組織、指導和協調濱海新區的環境監測工作；組織、指導和協調濱海新區環境保護科技和環境監測工作；組織、指導和協調濱海新區的環境保護宣傳教育工作；受市環保局委托，領導濱海新區各行政區和功能區環保部門的業務工作，建立濱海新區統壹的環境保護統計和信息系統；承辦市環保局和濱海新區管委會交辦的其他工作。科級有兩個機構，分別是辦公廳和監察室。
總局
負責濱海新區環境統計信息管理，組織編制濱海新區環境狀況報告；組織、協調和監督濱海新區的生態保護和生態城市建設；組織、協調和監督濱海新區的汙染控制；組織協調濱海新區的環境監測工作；組織協調濱海新區的環境監測工作；組織協調濱海新區的環境宣傳教育工作；擬定分公司年度工作計劃，起草年度工作總結和綜合工作報告；負責分公司的環境保護對外聯絡、國際合作與交流等外事工作；負責分局固定資產的財務規劃和管理；負責機要、檔案、文件處理、會議組織、辦公自動化及相關內勤工作；負責濱海新區的接待和綜合業務協調；負責分局車輛管理、日常耗材采購和管理等後勤工作；承辦分局交辦的其他工作。
監督辦公室
組織編制濱海新區環境保護規劃和計劃，並監督實施；參與制定濱海新區經濟社會發展規劃、國土規劃和總體規劃；參與制定濱海新區產業調整發展的政策和規劃；負責濱海新區建設項目的規劃環評和環境保護管理；組織協調濱海新區環境保護科技工作；承辦分局交辦的其他工作。