国家气象中心承担管理职能的处级机构包括：办公室、业务科技处、人事教育处、计划财务处和 党委办公室。承担基本业务职能的处级机构包括： 天气预报与环境气象室、数值预报室、气象科技服务中心、应用气象室、农业与生态气象室、台风与海洋气象预报室、中国气象局气象决策服务中心、人工影响天气服务室和预报系统实验室，以及承担科技服务的机构：北京维艾思气象信息科技有限公司。
国家气象中心（中央气象台）是科技型的社会基础性公益事业单位，其主要职责是： 1.牵头组织天气业务、 生态与 农业气象业务系统设计、业务科研项目的组织实施、业务规范和标准的制定。 2.承担全国及世界主要区域范围的天气监测和预报，承担我国及所属责任海区的灾害性天气 警报。 3.承担全国及世界主要区域范围的 海洋、全国的 交通、 水文与 地质灾害、环境与 健康、 能源等专业 气象预报业务。 4.承担全国及世界主要区域范围的生态与农业气象及相关灾害的 监测、 预测、预警和评估，为国家粮食安全和生态建设与保护提供气象保障。 5.承担天气、生态与农业气象的 公共气象服务任务，归口向中央（全国性） 媒体发布公众气象服务信息，归口为党中央、国务院及相关部门提供综合决策气象服务。 6.负责气象灾害监测，气象及衍生灾害的灾情收集和 评估，承担重大气象灾害的应急保障服务任务。 7.依托基本气象业务，开展面向各类专业用户的气象科技服务。 8.负责 数值预报业务系统的开发、改进、升级和运行维护及模式的检验评估，数值预报产品的 解释应用。 9.承担对下级气象台站的相关 业务技术 指导任务。 10.依靠 科技创新，开展数值预报、天气、生态与农业气象等领域的 应用研究和技术 开发。 11.承担 WMO区域专业气象中心（RSMC）和环境紧急响应中心（EERC）的任务；承担THORPEX亚洲TIGGE中心的任务。 12.负责本单位的人、财、物等 行政管理和 党务工作。 13.受委托承担 国家气候中心、国家气象信息中心的 会计核算等任务。 14.完成中国气象局交办的其他任务。
为满足社会不同领域不断增长的需求，国家气象中心将依靠 科技进步，积极与国内外科研教育单位合作，提高我国 台风、 暴雨、 强对流天气、 干旱、 沙尘暴、大气环境质量等的预测预报水平。我们还将加强 天气、 环境、应用气象、 遥感应用、 信息技术应用等领域的研究开发工作，不断拓展业务领域，为我国防灾减灾、 可持续发展和人民生活质量的提高做出更大的贡献。
国家气象中心（中央气象台）是1950年3月1日国务院批准成立的科技型业务单位，是中国气象局直属独立法人事业单位，是国家级气象基本业务系统的重要组成部分。2010年5月，中国气象局数值预报中心成立，挂靠国家气象中心管理。 国家气象中心承担全国及世界主要区域范围天气、台风和海洋气象的监测和中短期预报警报，全国气象灾害及其衍生灾害的监测、评估与预报，农业气象监测与预报，承担数值天气预报模式研发、灾害性天气、台风与海洋气象、农业气象的研究及预报方法与系统集成开发工作，为党中央、国务院提供决策气象服务，向社会公众发布气象监测、分析、预报、评估类产品，向全国气象台站提供气象预报技术支持和产品指导。国家气象中也是世界气象组织亚洲区域气象中心、核污染扩散紧急响应中心，承担世界气象组织区域专业气象中心和环境紧急响应中心的任务。 国家气象中心坚持以提高预报准确率为核心，以气象防灾减灾为己任，初步形成了集全球中期数值预报、区域数值预报及专业数值预报为一体的三级数值预报系统，在全球中期数值天气预报、全球集合预报和中尺度数值天气预报、台风路径数值预报、灾害性天气研究以及预报系统集成开发方面均取得突破性进展，使我国进入了世界上少数能制作中期数值天气预报国家的先进行列，气象业务现代化和天气预报水平与国际先进水平的差距大大缩短，成为了世界气象组织中举足轻重的亚洲区域中心，为我国的经济建设和国家安全做出了重要贡献。 国家气象中心以灾害性天气机理分析与预报应用研究、数值预报模式研究开发和农业气象研究为主线，通过多年的研究工作，培养造就了一批在科研与业务领域均有很强实力的人才队伍，其中有院士、入选人事部百千万人才工程专家、享受国务院政府特殊津贴专家和50余名正研级专家。近10年来，主要承担的国际合作项目、国家级科研项目130多项，省部级科研项目170项，目前在研项目37项。多年的研究获得了丰硕的成果，共获得国家级科技进步奖16项、省部级科技进步奖40多项，并有27人次获得全国科技界先进个人或省部级以上中青年突出贡献专家等奖励。其中，以国家气象中心牵头、多部委及院校合作研发的“我国短期气候预测系统的研究”2003年获国家科技进步一等奖，“中国中期数值天气预报业务系统”、“数值气象预报的并行计算技术”、“台风、暴雨灾害性天气监测、预报业务系统研究”、“现代化人机交互气象信息处理和天气预报制作系统（MICAPS）”、 “我国新一代多尺度气象数值预报系统”以及“奥运气象保障技术研究及应用”等项目获得国家科技进步二等奖。
