內設機構：
辦公室、綜合處、督查協調處、法規處、組織人事處、科技與財務處、自然生態保護處、水生態環境處、大氣環境與應對氣候變化處、土壤和固體廢物化學品處(核與輻射監管處)、行政審批和政務服務處、生態環境監測處、宣傳教育處。另設機關黨委。
主要職能：
(一)貫徹執行國家生態環境基本制度。貫徹執行國家、省有關生態環境的方針政策、法律、法規、規章、標準、基準和技術規范。會同有關部門擬訂生態環境政策、規劃并組織實施，起草生態環境有關地方性法規和政府規章草案;會同有關部門編制并監督實施重點區域、流域、飲用水水源地生態環境規劃和水功能區劃。
(二)負責全市生態環境問題的統籌協調和監督管理。牽頭協調較大環境污染事故和生態破壞事件的調查處理，指導協調各區縣(市)對一般突發生態環境事件的應急、預警工作，牽頭指導實施生態環境損害賠償制度，協調解決有關跨區域環境污染糾紛，統籌協調重點區域、流域生態環境保護工作。
(三)負責監督管理全市減排目標的落實。組織擬訂各類污染物排放總量控制、排污許可證制度并監督實施，確定大氣、水等納污能力，提出全市實施總量控制的污染物名稱和控制指標，監督檢查全市污染物減排任務完成情況，實施生態環境保護目標責任制。
(四)負責提出全市生態環境領域固定資產投資規模和方向、市級財政性資金和中央、省專項資金安排的意見，按規定權限審批、核準規劃內和年度計劃規模內生態環境領域固定資產投資項目，配合有關部門做好組織實施和監督工作。參與指導推動循環經濟和生態環保產業發展。
(五)負責全市環境污染防治的監督管理。組織擬訂全市大氣、水、土壤、噪聲、光、惡臭、固體廢物、化學品、機動車等的污染防治管理制度并監督實施。會同有關部門監督管理飲用水水源地生態環境保護工作，組織指導城鄉生態環境綜合整治工作，監督指導農業面源污染治理工作。監督指導全市大氣環境保護工作，按照國家、省部署做好區域大氣污染聯防聯控工作。
(六)指導協調和監督全市生態保護修復工作。組織編制全市生態保護規劃，監督對生態環境有影響的自然資源開發利用活動、重要生態環境建設和生態破壞恢復工作。落實國家、省各類自然保護地生態環境監管制度并監督執法。監督野生動植物保護、濕地生態環境保護、荒漠化防治等工作。指導協調和監督農村生態環境保護，監督生物技術環境安全，牽頭生物物種(含遺傳資源)工作，組織協調生物多樣性保護工作，參與生態保護補償工作。
(七)負責全市核與輻射安全的監督管理。貫徹實施國家、省核與輻射安全政策、規劃、標準，牽頭負責全市核安全工作協調機制有關工作，參與核事故應急處理，負責輻射環境事故應急處理工作。監督管理核設施和放射源安全，監督管理核設施、核技術應用、電磁輻射、伴有放射性礦產資源開發利用中的污染防治。對核材料管制和民用核安全設備設計、制造、安裝和無損檢驗活動實施監督管理。
(八)負責生態環境準入的監督管理。受市政府委托對市級經濟和技術政策、發展規劃以及重大經濟開發計劃進行環境影響評價。按國家、省、市規定審批或審查重大開發建設區域、規劃、項目環境影響評價文件。擬訂并組織實施生態環境準入清單。
(九)負責全市生態環境監測工作。貫徹落實國家、省生態環境監測制度、規范及相關標準。參與生態環境質量監測站點設置，組織實施生態環境執法監測，按要求做好生態環境質量監測、污染源執法監測、溫室氣體減排監測、應急監測。組織對生態環境質量狀況進行調查評價、預測預警，組織建設和管理全市生態環境監測網和生態環境信息網。負責全市生態環境統計工作。統一發布全市生態環境綜合性報告和重大生態環境信息。
(十)負責應對氣候變化工作。組織實施國家、省應對氣候變化及溫室氣體減排重大戰略、規劃和政策，組織協調履行國家、省應對氣候變化市內相關義務。
(十一)統一負責全市生態環境監督執法。組織開展全市生態環境保護執法檢查活動。查處全市生態環境違法問題。負責全市生態環境保護綜合執法隊伍建設。
(十二)組織指導和協調全市生態環境宣傳教育工作。貫徹實施生態環境保護宣傳教育綱要，推動社會組織和公眾參與生態環境保護。開展生態環境科技工作，組織生態環境重大科學研究和技術工程示范，推動生態環境技術管理體系建設。
(十三)開展生態環境對外合作交流，研究提出生態環境對外合作中有關問題的建議，組織協調有關生態環境國際條約的市內履約工作，參與處理涉外生態環境事務。
(十四)牽頭負責全市生態環境保護工作，加強與縣級黨委和政府的溝通聯絡，督促指導做好生態環境保護工作。
(十五)完成市委、市政府交辦的其他任務。
(十六)職能轉變。市生態環境局要統一行使生態和城鄉各類污染排放監管與行政執法職責，切實履行監管責任，全面落實大氣、水、土壤污染防治行動計劃，強化核與輻射、固體廢物、化學品、重金屬污染防治監督管理。構建政府為主導、企業為主體、社會組織和公眾共同參與的生態環境治理體系，實行最嚴格的生態環境保護制度，嚴守生態保護紅線和環境質量底線，堅決打好污染防治攻堅戰，保障全市生態安全，建設美麗長沙。