山東省環境保護廳內設辦公室、規劃財務處、政策法規處、人事處等處室機構，以及山東省環境保護廳機關服務中心、山東省環境保護科學研究設計院、山東省環境監測中心站等直屬單位。

主要職責是：負責建立健全環境保護基本制度，負責重大環境問題的統籌協調和監督管理，承擔落實減排目標的責任，負責提出環境保護領域固定資產投資規模、方向和省級資金安排的意見，承擔從源頭上預防、控制環境污染和環境破壞的責任，負責環境污染防治的監督管理等。