昆明市氣象局既是云南省氣象局的下屬單位，又是昆明市人民政府主管氣象工作的部門，承擔全市區域內氣象工作的政府行政管理職能。
1．辦公室主要職責：組織協調機關和各縣（市）區氣象局、各直屬單位工作；負責籌備、召集局務會、行政辦公會及其他全局性綜合會議，協助做好其他專項會議的會務工作；負責目標管理、綜合調研、信息宣傳、辦公自動化、文秘、機要、檔案、信訪、保密、外事工作；草擬全局綜合性文件、計劃、總結、報告、規章制度并負責督辦落實；負責安全生產、應急管理和政務值班管理；負責社會治安綜治維穩工作、公共機構節能工作；承擔市局機關事務管理、公務接待及后勤服務工作；組織編制全市氣象事業中、長期發展規劃及年度計劃；對口指導各縣（市）區氣象局（站）辦公室相關工作；完成市氣象局交辦的其他工作。
2．政策法規處（氣象行政執法支隊）主要職責：負責起草并組織實施市級氣象法規、政府規章及規范性文件；負責市級氣象行政執法和社會管理工作；負責市級氣象行政許可事項的審查、認定、核準和審批；負責擬定并組織實施全市氣象科技服務發展規劃、計劃和方案，承擔全市氣象科技服務統計工作；組織協調全市氣象法制宣傳教育工作；對口指導各縣（市）區氣象局（站）政策法規工作；承擔對全市有重大影響的違反氣象法律法規案件的查處；負責組織全市氣象行政執法人員的業務培訓；指導各縣（市）區氣象執法機構查處違法案件和開展其它氣象行政執法工作；負責對各縣（市）區氣象執法機構開展氣象行政執法工作的監督；完成市氣象局交辦的其他工作。
3．人事處主要職責：負責市局黨組管理干部的考核、任免及后備干部隊伍建設；負責黨組民主生活會、黨組會及黨組擴大會、黨組中心組學習會的會務工作；負責機構編制、勞動工資、失業保險、干部錄用調配及日常管理、退休干部管理、精神文明建設及思想政治工作；擬定并組織實施人才吸收、培養、使用的規劃、計劃和方案；配合黨組紀檢組做好黨風廉政建設和反腐敗工作；承擔市局人才體系建設領導小組日常工作；負責指導各直屬單位、各縣（市）區氣象局對外聘人員的管理；對口指導各縣（市）區氣象局（站）黨建文明、老干部等工作；完成市氣象局交辦的其他工作。
4．業務科技處主要職責：負責全市氣象綜合觀測、氣象預測預報預警、決策氣象服務、信息網絡、技術裝備保障、氣象信息發布、人工影響天氣的管理；組織擬定和實施全市氣象業務發展規劃、計劃；組織開展全市大氣探測環境及設施保護工作；管理并組織實施氣候資源的開發利用與保護工作；負責氣象科技成果、新技術、新業務的推廣工作；負責組織應急處置、災情（包括雷電災害）調查、統計上報工作；承擔市局現代氣象業務體系建設領導小組日常工作；對口指導各縣（市）區氣象局（站）氣象業務、服務工作；完成市氣象局交辦的其他工作。
5．計劃財務處（審計處）主要職責：編制并組織實施全市氣象事業年度預算和財務計劃；健全完善發展地方氣象事業的計劃財務體制及投入機制；負責全市氣象系統計劃財務、基本建設、國庫集中支付、政府采購、銀行賬戶、國有資產、社保基金等管理工作；組織實施全市氣象系統內部審計工作；管理市局財務核算中心；對口指導各核算單位計劃財務工作；完成市氣象局交辦的其他工作。
6．昆明市氣象學會主要職責：負責氣象科技學術交流和氣象科普宣傳的組織實施及管理；組織開展氣象相關決策咨詢，提出政策建議；組織開展氣象領域對外學術交流活動；負責全市氣象部門教育培訓管理工作；承擔市局科技委員會的工作；承擔市局科技創新領導小組辦公室職責；履行《昆明市氣象學會章程》規定的職責，完成市氣象局交辦的其他工作。