La Organización Meteorológica Mundial (OMM) abarca el Congreso Meteorológico Mundial, el Consejo Ejecutivo, las asociaciones regionales, las comisiones técnicas y la Secretaría. Corresponde al Congreso el establecimiento de órganos adicionales.
El Congreso Meteorológico Mundial es el máximo órgano decisorio de la Organización, y la aplicación de sus decisiones compete al Consejo Ejecutivo.
Por otro lado, seis asociaciones regionales se encargan de coordinar las actividades meteorológicas, hidrológicas y conexas en sus respectivas Regiones, mientras que las comisiones técnicas, integradas por expertos, estudian las cuestiones técnicas y formulan recomendaciones destinadas al Congreso y al Consejo Ejecutivo.
Las autoridades de la OMM son el Presidente de la Organización y sus tres Vicepresidentes, quienes también ejercen de presidente y vicepresidentes del Congreso y del Consejo Ejecutivo. El Secretario General supervisa el funcionamiento de la Secretaría, cuya sede se encuentra en Ginebra.