ดูแลการปรับตัวโลกร้อน ควบคุมและวิจัยก๊าซเรือนกระจก
เสนอแนะและจัดทำนโยบาย แผน และมาตรการ เกี่ยวกับการจัดการการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของประเทศ การลดก๊าซเรือนกระจกและการปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและขับเคลื่อนเพื่อนำไปสู่การปฏิบัติ
ติดตาม ตรวจสอบ และประเมินผลการดำเนินงานตามนโยบาย แผน และมาตรการด้านการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของประเทศ ประเมินความเสี่ยงและผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและจัดทำรายงานสถานการณ์ด้านการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของประเทศ
ดำเนินการตามพันธกรณีระหว่างประเทศที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และเสนอแนะแนวทางและท่าทีในการเจรจาความตกลงระหว่างประเทศที่เกี่ยวข้อง
ประสานความร่วมมือระหว่างภาครัฐ ภาคเอกชน องค์กรระหว่างประเทศ และต่างประเทศในการดำเนินการเกี่ยวกับการจัดการการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของประเทศ
รวบรวม จัดทำ และให้บริการข้อมูลและข้อสนเทศด้านการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและสิ่งแวดล้อมด้วยเทคโนโลยีต่าง ๆ
จัดทำบัญชีก๊าซเรือนกระจกของประเทศ และสนับสนุนการจัดทำบัญชีก๊าซเรือนกระจกในระดับพื้นที่
ส่งเสริม เผยแพร่ ประชาสัมพันธ์ พัฒนาศักยภาพ ส่งเสริมกลไกการบริหารจัดการสิ่งแวดล้อมเมือง สร้างเครือข่ายความร่วมมือ และส่งเสริมการมีส่วนร่วมของทุกภาคส่วน ให้พร้อมรับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและสิ่งแวดล้อม
ศึกษา วิจัย และพัฒนาเทคโนโลยีการจัดการการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและสิ่งแวดล้อม รวมทั้งถ่ายทอดองค์ความรู้และส่งเสริมการใช้เทคโนโลยีสะอาด และเป็นศูนย์ปฏิบัติการอ้างอิงด้านสิ่งแวดล้อม
ปฏิบัติการอื่นใดตามที่กฎหมายกำหนดให้เป็นหน้าที่และอำนาจของกรม หรือตามที่รัฐมนตรีหรือคณะรัฐมนตรีมอบหมาย