上海市松江区气象局实行上海市气象局与上海市松江区人民政府双重领导，以上海市气象局领导为主的管理体制。上海市松江区气象局成立于1953年8月，下设办公室、防灾减灾科及社会管理科三个内设机构和气象台一个事业单位。根据授权承担松江区行政区域内气象工作的政府行政管理职能，依法履行《中华人民共和国气象法》和气象主管机构的各项职责。

上海市松江区气象局主要负责本行政区域内气象事业发展规划的制订及气象业务建设的组织实施，对本行政区域内的气象活动进行指导、监督和行业管理。负责本行政区域内的气象监测、预报工作，负责本行政区域内公众气象预报和灾害性天气警报的发布工作，及时提出气象灾害防御措施。负责气象情报和气象灾情的调查、资料收集和上报、建档，并对重大气象灾害作出评估，为本级人民政府组织防御气象灾害提供决策依据。承担天气、气候对城市运行、城市生命线工程影响的研究、开发和服务，向本级人民政府和同级有关部门提出利用、保护气候资源和推广应用气候资源区划等成果的建议，组织对气候资源开发利用项目进行可行性论证。负责监督本行政区域内有关气象法律法规的实施，对违反《中华人民共和国气象法》等气象法律法规的行为依法进行处罚。负责本行政区域内雷电灾害防御工作的组织管理，会同有关部门指导对可能遭受雷击的建筑物、构筑物和其它设施安装的雷电灾害防护装置的检测工作。在本区域内组织开展气象法制宣传教育，普及气象科普知识。承担上海市气象局和上海市松江区人民政府交办的其它事项。