主要職責：
負責環境保護科學技術發展、技術進步。組織擬定環境保護科技政策、規劃、計畫。組織環境保護重大科技攻關，組織環境保護重大技術工程示範。組織開展環境保護重大科技問題研究和新型環境問題風險評估。協調和組織實施“國家水體污染控制與治理”等國家科技重大專項工作。管理環境保護科技成果。指導直屬單位的科技工作。負責環境保護科技體制改革。組織建立部級重點實驗室和工程技術中心。組織擬定並發布各類國家環境基準、環境保護標準、技術規範和污染防治技術政策。負責地方環境保護標準備案工作。推動國家環境技術管理體系建設。管理環境標誌認證工作。建立環境保護設施運營單位資質認可制度。指導和推動循環經濟、清潔生產與環保產業發展、綠色消費和政府綠色採購等相關工作。參與應對氣候變化組織協調工作。組織管理環境與人體健康有關工作。負責國家環境諮詢委員會、部科學技術委員會日常工作。
內設機構：
根據上述職責，設5個內設機構。
1、綜合處
承擔司內文電、會務、機要、保密、安全、印章、檔案、財務預算、固定資產管理、政務信息與公開、工作計畫與總結等綜合性事務和綜合協調工作；承擔國家環境諮詢委員會和部科學技術委員會日常工作。
2、環境科技發展處（簡稱科技處）
擬訂國家環境保護科技發展政策、規劃與計畫；管理環境保護科研項目和科技成果；指導直屬單位科技工作；承擔環境保護科技體制改革工作；擬訂和組織實施部級重點實驗室建設規劃；承擔國際科技合作項目選題與立項並指導實施；承擔部牽頭的國家科技重大專項聯絡和組織管理工作。
3、環境標準管理處（簡稱標準處）
擬訂並組織實施國家環境保護標準規劃、計畫、管理辦法；管理環境保護標準擬訂工作；承擔地方環境保護標準備案工作；指導地方提前實施國家機動車船污染物排放標準的審查、協調工作；歸口世貿組織技術貿易措施通報及世界車輛法規協調論壇和國際標準化組織有關專業委員會聯繫工作，承擔國內有關環境標準專業委員會和標準技術支持單位管理、指導和協調工作。
4、環境技術指導處（簡稱技術處）
推動國家環境保護技術管理體系建設；擬訂並組織實施部級工程技術中心建設規劃；管理環境標誌認證工作；建立環境保護設施運營單位資質認可制度；承擔環境保護重大技術工程示範工作；指導和推動循環經濟、清潔生產和環保產業發展、綠色消費和政府綠色採購等工作。
5、環境健康管理處（氣候變化應對處）（簡稱環境健康處）
擬訂環境與人體健康規劃、法規、規章、制度、標準；組織開展環境與人體健康問題相關工作；承擔應對氣候變化組織協調工作；協調和聯繫國家氣候辦及其他相關部門。
