西双版纳州气象局始建于1953年8月，其前身是车里气象站，当时是军队建制。几代气象人经过半个多世纪风风雨雨的艰苦创业，才逐步发展到今天的规模。目前，州局下辖两县一市气象局，即景洪市气象局、勐腊县气象局、勐海县气象局，其中，景洪市气象局为国家气候观象台，同时又是国家一级农业气象试验站；勐腊县气象局为国家气象观测一级站；勐海气象局为国家气象观测二级站。
2006年改革后，州局内设3个管理机构：办公室（含人事政工、政策法规）、业务科技科、计划财务科，4个直属事业单位：气象台、气象科技服务中心、雷电中心、人工影响天气中心，下辖景洪市气象局、勐腊县气象局、勐海县气象局。目前，全州在职职工64人，离退休人员32人。在职职工中，高级职称5人，中级职称29人，大专以上学历人数55人。全州正式党员23名，预备党员2名。
办公室：负责政务信息、会议管理以及宣传、文秘、机要、保密、档案、办公自动化等工作；草拟综合性文件、报告、总结、计划、规章制度；负责目标管理考核事项；安全生产管理、精神文明建设、老干部管理和车辆管理等工作。
业务科技科：负责业务、服务和科技工作的管理；气象预报、警报及其它气象信息的发布管理；协调气象行业管理和气象探测环境保护等工作。
计划财务科：负责州局行政事业、企业实体的财务核算管理工作；负责全州气象部门预算、决算管理、预算执行和资金管理、国库集中支付、政府采购、内部审计、统计工作；负责指导下属县、市气象局财务工作。
气象台：承担天气、气候、人工影响天气轨道中的预报预测业务；承担突发气象灾害天气预报和预警信号发布；承担决策气象服务、公众气象服务、突发应急响应等工作，负责本地气象预报、警报等其他气象信息发布；负责组织气象灾害的调查、上报和评估；对下级进行业务和技术指导。
雷电中心：负责大气电场实验研究；积极做好雷电防护知识的推广普及；承担雷电灾害评估、雷击风险评估等各项工作。
人工影响天气中心：负责全州人工影响天气工作的组织管理和协调；实施人影作业装置、弹药的采购、调配和装备的维修、安检工作；承担全州人工影响天气作业的指挥和效益评估工作。
气象科技服务中心：负责电视天气预报节目的制作；承担专业气象服务与科技服务；承担气象信息服务的相关工作；承担兴农信息网分中心工作，承担信息网络等设备的技术保障。对下级进行业务和技术指导。
