桂林市气象局属中直事业单位，实行部门和地方双重领导，以部门领导为主。担负着气象探测、气象预报服务以及法律赋予的相关行政管理职能等。
桂林气象站始建于1945年11月，站址在临桂二塘秧塘岭上村。1981年1月，桂林地区气象台和桂林市气象台合并，成立桂林地区气象局。1993年6月，成立桂林市气象局，增挂桂林市气象局牌子，实行一套人马，两块牌子。1998年桂林地、市合并，同年11月桂林地区气象局更名为桂林市气象局。
桂林市气象局机关设4个职能科室：办公室、人事教育科、业务科、执法办。设11个直属事业单位：桂林市气象台、桂林市气象局财务服务中心、桂林国家基准气候站、桂林高空探测站、桂林市气象局雷达站、气象装备与技术保障桂林分中心、桂林市人工影响天气办公室、桂林市气象局后勤服务中心、桂林雁山农业气象试验站、桂林市防雷中心、桂林气象科技服务中心。
桂林市气象局下辖12个县气象局：全州县气象局、资源县气象局、兴安县气象局、龙胜县气象局、灵川县气象局、临桂县气象局、永福县气象局、灌阳县气象局、恭城县气象局、阳朔县气象局、平乐县气象局、荔浦县气象局。
全市气象部门现有在编在职职工189人，离退休职工155人。其中：市局在职职工86人，离退休79人；县气象局在职职工103人，离退休职工76人。在职人员中有高级工程师27人、工程师97人，3人被聘为广西气象部门科技人才工程第3层次人才、9人为“青年新秀”。
桂林市气象局2001年被自治区文明委评为“自治区文明庭院”；2004年被自治区文明委授予“文明单位”称号；2008年被评为“全国气象部门廉政文化示范点”；2009年获第四届全国精神文明建设工作先进单位、“市级文明行业”荣誉称号；2011年被中央文明委授予“全国文明单位”称号，被自治区总工会授予“广西五一劳动奖状”，获第一批自治区“和谐单位”及“桂林市园林单位”荣誉称号。2008～2011年，连续4年获广西气象部门综合考评特别优秀单位。
