内蒙古自治区林业厅设有多个内设机构，职责明确，分工细致。
1. 办公室：负责制定和监督机关规则，综合管理、文秘、档案、会议、信息、督查、信访、保卫、保密、财务以及政务公开等工作。
2. 人事处：负责人才培训规划，人事、劳资、机构编制、专业技术资格评审等，并指导林业队伍建设。
3. 机关党委：履行党章职责，负责厅机关职工思想政治工作，开展精神文明建设，协调党组生活会和领导学习，管理党群工作。
4. 纪检组、监察室：监督林业系统纪检、监察工作，整顿党风，查处违纪案件，协助管理纪检监察组织和干部，受理控告和申诉。
5. 离退休人员工作处：负责厅系统老干部工作计划、组织管理、思想管理和生活管理，指导厅属单位老干部工作。
6. 计划统计处：研究提出林业发展战略，管理林业资金，监督资金使用，组织生态补偿制度实施，编制部门预算，监管资产和指导林业统计工作。
7. 财务审计处：管理林业资金，负责财务下达和项目管理，监管资产，负责审计和财务监督，筹建林业基金站。
8. 治沙造林处：协调指导全区造林绿化，制定标准和规程，组织防沙治沙和防治荒漠化，指导林木培育和生态建设。
9. 森林资源林政管理处：负责森林资源管理，监督森林、野生动植物和湿地资源，编制采伐限额，指导林权管理，监督生态保护区建设。
10. 森林公安局：执行法律法规，负责森林公安队伍建设，森林资源保护，维护社会治安，负责法制工作和装备管理。
11. 防火指挥部办公室：负责防火日常工作，包括宣传教育、火情监测和火灾调度，协调防扑火工作和边境防火。
12. 科技处：指导林业科学研究和技术推广，负责林业标准化和林产品质量监管，组织科研项目和林学会工作。
13. 宣传办：负责林业宣传工作，组织宣传报道和林业活动。
14. 林业对外合作办公室：编制外资规划，管理外资项目，组织国际合作和项目监督。
15. 信息办：负责林业信息化建设，网络平台建设和信息开发利用。
16. 林业产业处：指导林业产业结构调整，负责林木加工和资源综合利用行业管理。
17. 农村林业改革发展处：组织林业改革和农村林业发展，指导集体林权制度改革和执法监督。
18. 大兴安岭森林公安局：负责大兴安岭国有林区森林公安工作，包括队伍建设、案件处理等。
19. 内蒙古自治区森林公安局大青山自然保护分局：保护区内森林资源，办理破坏资源案件。
20. 磴口沙漠林业分局：负责沙漠地区森林和野生动植物资源保护，协助治安工作。