一办公室： 组织协调机关工作；负责政务信息、目标管理、文秘、机要、保密、宣传、档案、信访、综合治理、办公自动化、计划生育管理等工作；草拟综合性文件、报告、总结、计划、规章制度；承担机关安全保卫、后勤行政管理工作；承办会议安排、工作接待；负责建立健全和落实双重计划财务体制工作；负责南阳市气象系统计划财务、基本建设、国有资产、统计等管理工作。
二人事科（与党组纪检组合署办公） 负责市气象局党组管理干部的考核、任免及后备干部队伍建设；负责南阳市气象系统机构编制、劳动工资、社会保障、录用调配、奖惩、专业技术人员管理等各项人事管理工作；归口管理事业结构调整工作；负责职工在职教育、培训的组织管理工作；负责南阳市气象系统的党风廉政建设和行政监察、审计工作，对市气象局党组成员及党组管理干部实行党章和有关规定范围内的监督；管理和指导全市气象部门精神文明建设和气象文化工作；负责全市气象系统离退休干部工作的指导和市气象局离退休干部的管理工作。
三业务科（与南阳市人工影响天气领导小组办公室合署办公） 负责南阳市气象业务和科技发展计划的拟定及组织实施；组织管理南阳市基本气象业务及公益气象服务工作；负责气象监测、信息网络、通讯、技术装备保障、气象探测资料、气象预报和警报及其它气象信息发布的管理；为本级人民政府组织防御气象灾害提供决策依据；负责气象业务现代化建设的组织管理；管理气候资源的开发利用与保护工作；负责南阳市气象科研的组织管理和新技术、新业务的推广工作；负责南阳市人工影响天气工作。
四政策法规科 负责政策法规和科技服务与产业的管理。组织、协调和管理南阳市的气象行政执法工作，承担气象行政复议、行政应诉工作；组织学习、宣传、普及法律法规；负责气象行业管理的综合协调；负责气象科技服务与产业的宏观协调与政策指导；组织管理雷电灾害的防御工作。
五南阳市气象台 负责短期、中期天气预报，短期气候预测，预报技术开发工作，为下级气象部门提供预报业务技术指导；负责全市决策气象服务；负责气候评价、气候应用服务、气象档案管理；负责全市信息网络系统管理、维护与开发；负责气象实时信息传输和灾害性天气材料收集、上报等。
六南阳市观测站 负责地面观测、高空探测观测工作；负责酸雨、辐射观测工作；负责农业气象服务等工作。