根据上述职责，省环境保护厅设10个内设机构：
（一）办公室（政策法规处）
组织拟订地方性环境保护政策和措施；拟订省有关环境保护地方性法规和省政府规章草案并组织实施，承担环境保护行政复议、行政应诉等工作；负责政务督察、环境信息发布、保密、信息、文电、会务、机要、档案等机关日常工作，负责综合性文件、报告的起草和调研工作；归口管理宣传教育、信访、电子政务、政务公开等工作；组织办理人大代表建议和政协委员提案工作；负责重大环境污染事故和市（州）间环境污染纠纷情况通报及联络工作；承担省环境保护委员会办公室的日常工作。
（二）规划与财务处
负责环境保护方面的区划、规划编制和基础能力建设。拟订并监督执行环境功能区划、环境保护规划和财务等方面的规章制度；组织审核专项环境功能区划、环境保护规划和城市总体规划中的环境保护内容；提出我省环境保护领域固定资产投资规模、方向和省财政性资金安排的意见；报批环境保护系统收费项目和标准；承担厅机关、直属单位财务、国有资产、绩效考评的管理工作；协调武汉城市圈“两型社会”建设和鄂西生态文化旅游圈环境保护工作。
（三）人事处
负责环保干部队伍、人才队伍建设和行政体制改革。拟订并组织实施人事方面的规章与制度；负责厅机关和直属单位的干部（人事）和机构编制工作。承担环境保护系统领导干部双重管理的有关工作；承担环境保护行政体制改革的有关工作。
（四）科技与合作处
承担环境保护科技工作。组织拟订环境保护科学技术工作计划；负责环境保护科研项目管理和成果申报；承担我省地方性环境保护标准的拟订工作；参与指导和推动循环经济与环保产业发展；参与应对气候变化工作；管理全省环境保护系统对外合作；承办有关环境保护国际条约的省内履约工作；承担环境保护外资引进和对外经济技术合作相关项目管理工作；承办我省涉外环境污染处理和涉外环境保护事宜。
（五）污染物排放总量控制处
承担落实省政府污染减排目标的责任。拟订并监督实施主要污染物排放总量控制、排污许可证、主要污染物排污权交易的制度；组织编制总量控制计划，提出实施总量控制的污染物名称、数量和控制指标并监督实施；建立并组织实施主要污染物总量减排考核制度；承担环境统计和污染源普查工作。
（六）环境影响评价处
负责从源头上预防、控制环境污染和生态破坏。研究拟订并组织实施环境影响评价地方性法规、规章和管理制度；负责规划、政策和项目的环境影响评价工作；负责权限内和环境保护部委托的除核与辐射以外的建设项目环境影响评价文件和后评价工作；协助做好省内环境影响评价机构资质管理；汇总提出区域、流域和行业限批建议。
（七）环境监测处
负责环境监测管理和环境质量、生态状况等环境信息发布。研究拟订并组织实施环境监测的地方性法规、政策、规划和制度。组织实施全省环境质量监测、污染源监督性监测、环境应急和预警监测；协调指导其他部门开展环境监测工作。负责建立和实施环境质量公告制度。组织编报全省环境质量报告书，组织编写和发布湖北省环境状况公报。组织环境质量监测管理；组织对全省环境质量状况进行调查评估、预测预警；组织协调环境监测数据技术仲裁；参与建设并承担全省环境监测网的管理工作。
（八）污染防治处
负责环境污染防治的监督管理和环境形势分析研究。组织拟订并实施水体、大气、城区土壤、噪声、光、恶臭、固体废物、化学品、实验室污染物质、机动车的污染防治政策和制度；组织拟订水、大气、噪声等专项环境功能区划；拟订并组织实施危险废物、固体废物、有毒化学品、新化学物质管理制度；组织拟订并监督实施重要饮用水水源地、重点流域和区域、地下水污染防治规划；指导和监督全省水环境质量保护工作，会同有关部门监督管理饮用水水源地环境保护工作；建立和组织实施跨市（州）界水体断面水质考核制度；负责组织实施全省城市环境综合整治定量考核制度；负责企业上市和上市企业再融资的环境保护核查工作；会同有关部门组织开展清洁生产工作；监督管理城区土地污染防治工作；组织指导省级环境保护模范城市创建工作。
（九）自然生态与农村环境保护处
负责指导、协调、监督生态保护和农村环境保护工作。组织拟订并监督实施自然生态环境保护和农村土壤污染防治的政策、规划；协调并监督相关部门开展生态保护工作；组织开展全省生态功能区划；拟订全省自然保护区发展规划，提出新建的各类省级自然保护区审批建议；指导、协调、监督各类自然保护区环境保护工作；开展全省生态状况评估；组织开展生物多样性保护、生物遗传资源和生物安全管理工作；监督对生态环境有影响的自然资源开发利用活动；组织协调农村生态环境保护工作；指导农村生态示范创建与生态农业建设；监督管理农村土壤污染防治工作；指导农村环境保护综合整治考核。
（十）辐射环境管理处（核应急管理处）
承担核与辐射安全、放射性废物监督管理工作。拟订并实施核与辐射安全、放射性废物管理政策、规划、制度和标准；对核设施安全、放射源安全和电磁辐射、核技术应用、伴有放射性矿产资源开发利用中的污染防治实行监督管理；承担省核事故与辐射事故的响应与调查处理；对民用核安全设备的设计、制造、安装、和无损检验活动实施监督管理；负责放射性废物处理、处置安全和辐射环境保护工作的监督管理；负责放射性污染防治的监督检查；负责放射性物品运输安全的监督管理；负责输变电设施及线路、信号台站等电磁辐射装置和电磁辐射环境监督管理；组织开展辐射环境监测和核设施、重点辐射源的监督性监测；负责核与辐射安全相关国际公约的省内履约工作。
机关党委
负责厅机关和直属单位的党群工作。设立机关党委办公室，承担机关党委的日常工作。
纪检监察机构
按有关规定设置。
离退休干部处
负责厅机关离退休干部工作，指导直属单位的离退休干部工作。
