杭州市气象局实行上级气象主管机构与杭州市人民政府双重领导、以上级气象主管机构领导为主的管理体制。

在上级气象主管机构和杭州市人民政府领导下，根据授权承担杭州市行政区域内气象工作的政府行政管理职能，依法履行气象主管机构的各项职责。

（一）制定本行政区域气象事业发展规划、计划，并负责本行政区域内气象事业发展规划、计划及气象业务建设的组织实施；对本行政区域内的气象活动进行指导、监督和行业管理。

（二）负责本行政区域内气象监测网络工作的管理，依法保护气象探测环境；管理本行政区域内公益气象预报、灾害性天气警报以及农业气象预报、城市环境气象预报、火险气象等级预报等专业气象预报的发布；及时提出气象灾害防御措施，并对重大气象灾害作出评估，为本级人民政府组织防御气象灾害提供决策依据。

（三）制定人工影响天气作业方案，并在本级人民政府的领导和协调下，管理、指导和组织实施人工影响天气作业；组织管理雷电防御工作。

（四）负责向本级人民政府和同级有关部门提出利用、保护气候资源和推广应用气候资源区划等成果的建设；组织对气候资源开发利用项目进行气候可行性论证。

（五）组织开展气象法制宣传教育，负责监督有关气象法规的实施，对违反《中华人民共和国气象法》有关规定的行为依法进行处罚，承担有关行政复议和行政诉讼。

（六）统一领导和管理本行政区域内气象部门的计划财务、人事劳动、科研和培训以及业务建设等工作；会同区、县（市）人民政府对所辖气象机构实施以部门为主的双重管理；会同地方党委和人民政府做好当地气象部门的精神文明建设和思想政治工作。

（七）承担浙江省气象局和杭州市人民政府交办的其他事项。

杭州市气象局是浙江省文明单位、浙江省及全国气象部门文明服务示范单位、杭州市创建文明行业先进单位、杭州市文明行业。杭州市气象台先后被命名为省级青年文明示范岗、市级文明单位及市级文明服务示范点；杭州国家气候观象台被命名为市级文明单位。2007年杭州市气象局被中国气象局授予全国气象部门文明台站标兵光荣称号。

2008年，根据浙江省精神文明建设委员会下发的浙江省文明单位的复评结果，继续保留“浙江省省级文明单位”的荣誉称号。