兴山县气象局内部设有多个职能机构，以确保工作的高效运行和气象服务的全面展开。
首先，办公室作为核心部门，承担着重要的协调职能。它负责机关内部的日常管理工作，包括组织会议、政务信息处理、目标管理、文秘机要、保密、宣传、档案管理以及信访外事事务。此外，办公室还负责起草各类综合性文件，监督规章制度的执行，并确保政策法规的合规性。在安全保卫和后勤行政管理方面，办公室也发挥着不可或缺的作用。
其次，业务股专注于气象业务的专业工作。该部门负责监督和指导本地区的气象监测、信息网络和技术装备的管理，确保气象预报和警报的准确发布。在灾害性天气应对方面，业务股协助上级部门组织跨区域、跨部门的联防工作，为政府防灾决策提供依据。同时，它推进气象业务现代化进程，并制定和实施业务及科研发展规划，管理气候资源的开发利用和保护工作。在科研与技术开发方面，业务股负责项目立项、组织管理以及新技术、新业务的推广。
最后，雷电设施检测站专注于雷电防护工作。它负责区域内雷电防护设施的检测，对建筑物防雷设计图纸进行审查，确保防雷工程的安全。同时，该站还负责气球广告的制作和管理，以及本行政区域内的防雷技术指导，保障公众和设施的防雷安全。