天水市气象局是科技型、基础性公益事业单位，机构规格为正县级。下辖麦积国家气候观象台（麦积区气象局、天水农业气象试验站）、武山国家气象观测一级站和甘谷县、秦安县、清水县、张家川县4个国家气象观测二级站。市气象局内设办公室（人事科、政策法规科）、业务科、计划财务科3个职能科室和天水市气象台（决策气象服务中心）、天水市人工影响天气办公室（天水市秦州区气象局）、天水市气象科技服务中心、天水市防雷中心、天水天气雷达站（天水市气象信息网络中心），和天水国家气象观测二级站。