办公室主要负责统筹协调局内日常事务，包括文件处理、会议安排、机要保密、安全督查、后勤服务以及政府信息公开等。此外，它还负责综合性调研和环保宣传教育工作。
政策法规处负责环保法规的起草、审核和执行，对相关文件进行合法性审查，进行环境保护政策研究，组织执法检查，处理行政复议和诉讼，开展普法工作，以及处理人大代表建议和政协委员提案，并处理相关信访事项。
组织人事处负责机关和下属单位的人事管理、机构编制、教育培训等事务，协助管理县（市）区环保部门负责人，并负责机关和退休人员的管理工作。
规划财务处负责环境规划编制，协调审核专项规划，提出投资建议和资金安排，负责财务和国有资产管理工作，以及排污费征收和环境监测工作，包括环境质量评估、监测网络建设和环境信息发布。
科技标准处（兼国际合作处）负责环保科技工作，执行环境标准和技术政策，监管运营单位资质，推动清洁生产和循环经济，处理国际环保事务，管理对外经济合作。
污染物排放总量控制处负责总量控制和排污许可证制度的实施，考核目标落实情况，以及环境统计和污染源普查。
环境影响评价处负责规划和建设项目环境影响评价，监督评价机构资质，对环境影响严重的地区暂停审批除特定项目外的环境影响评价。
污染防治处（兼核与辐射安全管理处）负责大气、土壤等污染防治规划的制定和执行，参与核事故应急处理和辐射安全管理。
水环境管理处负责重点流域和饮用水源地环境保护，实施废水治理和排放监管。
自然生态保护处负责生态保护规划，监督自然资源开发和生态恢复，协调生态保护区和野生动植物保护工作，以及农村生态环境和生物多样性保护。
最后，环境安全应急管理处承担环境安全的日常管理，编制应急预案，组织应急演练，处理突发环境事件，并监督应急处理设施的建设和运行。
根据省委办公厅、省政府办公厅《关于印发〈济南市人民政府机构改革方案〉的通知》（鲁厅字〔2009〕50号）和市委、市政府《关于济南市人民政府机构改革的实施意见》（济发〔2009〕17号），设立济南市环境保护局，为市政府工作部门。