省局機關內設機構（11個）
辦公室（應急管理辦公室）、監測網絡處、科技減災處、計劃財務處、人事教育處、政策法規處（防雷減災辦公室）、監察審計處（黨組紀檢組）、機關黨委辦公室（精神文明建設辦公室）、離退休幹部辦公室、省氣象學會、省局人才交流中心
省局直屬單位（12個）
山西省氣象臺（省氣象決策服務中心）、山西省氣候中心（省衛星遙感減災服務中心、省生態與農業氣象中心）、山西省氣象科學研究所、山西省大氣探測技術保障中心(省氣象技術裝備中心)、山西省氣象信息中心（省氣象檔案館）、山西省氣象科技服務中心（省氣象影視中心、省專業氣象臺）、山西省雷電防護監測中心、山西省氣象局後勤服務中心 、山西省人工降雨防雹辦公室、山西省觀象臺（太原國家氣候觀象臺）、山西省氣象幹部培訓中心、山西省氣象局財務核算中心
地級市氣象局（11個）
太原市氣象局、大同市氣象局、朔州市氣象局、忻州市氣象局、晉中市氣象局、呂梁市氣象局、陽泉市氣象局、臨汾市氣象局、長治市氣象局、晉城市氣象局、運城市氣象局