天津市气象局是属中国气象局和天津市政府双重领导，以气象部门领导为主的管理体制。机关内设10个职能处室和13个事业单位，下辖10个区气象局，行使气象行业管理职能。2006年12月，组建了海河流域气象中心和天津市海洋气象台。2010年天津海洋中心气象台正式获得中国气象局批准，自2011年1月起正式运行。