中國環境監測總站是國家環境保護部直屬的事業單位，為國家環境保護部實施環境監測管理提供技術支持、技術監督和技術服務，作為全國環境監測的網絡中心、技術中心、信息中心和培訓中心，對全國環境監測系統進行業務管理和指導：
（壹）組織擬訂全國環境監測發展規劃、技術路線、技術規範、技術標準及年度計劃，指導各級環境監測站實施。（二）負責全國環境監測信息及環境統計數據的收集、匯總、審核和管理，負責全國環境質量綜合評價、編寫中國環境白皮書、全國環境狀況公報、全國環境統計年報、全國環境質量報告及全國重點汙染源排汙狀況公報。
（三）負責管理全球環境監測系統中國網、東亞酸沈降監測網絡中國分中心及國家級環境監測網絡，重點強化全國環境監測網絡管理並指導其建設工作。負責管理重點流域和區域環境監測網。承擔國家、重點流域及區域環境監測網絡能力建設項目方案的編制，並指導實施。
（四）組織開展對全國大氣、噪聲、水、固體廢棄物、生態及近岸海域等進行監測；負責全國重點城市空氣質量日報及預測預報工作；負責全國水質自動監測；負責全國生態監測和物理監測技術；負責全國環境監測技術分析方法研究和標準化技術管理工作；承擔有關環境質量標準的制修訂工作；負責全國環境監測技術委員會的事務性工作。（五）負責全國環境監測系統的監測質量保證和質量控制工作；負責全國二級環境監測站計量認證的技術管理工作；負責國家環保總局環境監測儀器質量監督檢驗中心的工作。
（六）負責重點城市環境綜合整治定量考核、全國環保模範城市評比的技術性和事務性工作；承擔國家環保總局委托的監督監測工作。
（七）負責全國重大汙染事故應急監測技術指導工作。承擔國家環保總局委托的重大汙染事故的應急監測、汙染事故調查和汙染仲裁監測工作。
（八）負責制定全國環境監測技術培訓計劃並組織、指導實施。組織開展國際間環境監測技術交流與合作。
（九）負責長江三峽工程生態與環境監測中心的工作，指導三峽庫區生態環境監測工作，編寫年度生態狀況公報。