绍兴市气象局内设机构包括多个职能处室，每个部门承担着不同的专业职责。
首先，办公室（计划财务处）负责综合协调机关工作，包括政务信息、文秘、保密、安全等事务，制定文件和管理制度，采购办公用品并处理行政后勤工作。此外，该处室还负责全市气象部门的建设项目管理、采购、资产管理及财务管理。
其次，观测与预报处（科技发展处）负责气象业务现代化建设，制定观测与预报规划，管理综合气象观测、预测预报，提升预报准确性和精细化水平，同时负责气候资源管理和科技项目组织管理工作。
减灾与法规处（气象行政审批服务处、市雷电防御管理办公室)负责气象灾害防御、公共气象服务、气象灾害应急预案管理，以及人工影响天气和气象信息媒体传播业务。该处室还负责社会气象灾害防御体系的建设与气象法规宣传。
在人事管理方面，人事处主要负责党组管理干部的考核、任免和人才培养，涉及机构编制、人力资源、教育培训、离退休干部管理和党风廉政建设等工作。
1970年10月成立绍兴地区气象台，1971年1月1日正式对外发布天气预报，1977年建立绍兴地区气象局，1984年12月起改名为绍兴市气象局。