湛江市气象局建站于1950年，建台于1954年，为正处级的科技型、基础性社会公益事业单位。湛江市气象局内设机构7个、直属事业单位4个、其他独立设置的县级气象机构2个、委托市气象局管理的地方气象机构1个，下辖5个县级气象局。目前，全市共有气象职工159人，大学本科以上学历占84.9%，其中硕士研究生8人；中级职称以上人员占42.2%，其中高工17人。

内设机构4个：综合办公室(财务科）、业务管理科、组织人事科、监督管理科。

直属事业单位4个：湛江市气象台（湛江海洋气象台、湛江经济技术开发区气象保障中心）、湛江市气象服务中心（湛江市气象公共安全技术支持中心）、湛江市气象综合保障中心、湛江市生态与农业气象中心（湛江市气象综合探测基地、广东省人工影响天气湛江试验基地）。

市级地方气象事业机构1个：湛江市突发事件预警信息发布中心（湛江市人工影响天气中心、湛江市防雷减灾中心）。

目前，全市共有国家气象观测站6个、一级农业气象观测站1个、新一代天气雷达1部、风廓线雷达1部、CMACast接收站6部、自动气象观测站139个，石油平台自动气象站7个，海洋气象浮标站1个、船舶自动气象站1个、回南天观测站6个、生物舒适度1个、闪电定位站2个、GPS/MET水汽观测站1个、气溶胶质量浓度观测站1个，组成了立体化、全天候气象综合探测网。

全市气象台站100%被授予文明单位，其中省部级文明单位4个，市（地）级文明单位2个。