陕西省气象局下设:
机关处室(10个):省局办公室、应急与减灾处、观测与网络处、科技与预报处、计划财务处、人事处、政策法规处、监察审计处、直属机关党委办公室、离退休干部办公室。
直属单位(12个):省气象台、省气候中心、省气象信息中心、省大气探测技术保障中心、省气象科技服务中心(省专业气象台)、省气象科学研究所(省气象科技创新基地)、省气象培训中心、省气象局后勤服务中心、省人工影响天气办公室、省农业遥感信息中心、省经济作物气象服务台、省防雷中心。
地市局(10个):西安市气象局、延安市气象局、榆林市气象局、宝鸡市气象局、咸阳市气象局、渭南市气象局、铜川市气象局、商洛市气象局、汉中市气象局、安康市气象局。
另设:杨凌气象局。