國家環境保護總局對外保留國家核安全局的牌子。
總局主要職責:
1、擬定國家環境保護的方針、政策和法規，制定行政規章；受國務院委托對重大經濟和技術政策、發展規劃以及重大經濟開發計劃進行環境影響評價；擬定國家環境保護規劃；組織擬定和監督實施國家確定的重點區域、重點流域汙染防治規劃和生態保護規劃；組織編制環境功能區劃。
2、擬定並組織實施大氣、水體、土壤、噪聲、固體廢物、有毒化學品以及機動車等的汙染防治法規和規章；指導、協調和監督海洋環境保護工作。
3、監督對生態環境有影響的自然資源開發利用活動、重要生態環境建設和生態破壞恢復工作；監督檢查各種類型自然保護區以及風景名勝區、森林公園環境保護工作；監督檢查生物多樣性保護、野生動植物保護、濕地環境保護、荒漠化防治工作；向國務院提出新建的各類國家級自然保護區審批建議；監督管理國家級自然保護區；牽頭負責生物物種資源（含生物遺傳資源）的管理工作；負責外來入侵物種有關管理工作。
4、指導和協調解決各地方、各部門以及跨地區、跨流域的重大環境問題；調查處理重大環境汙染事故和生態破壞事件；協調省際環境汙染糾紛；組織和協調國家重點流域水汙染防治工作；負責環境監察和環境保護行政稽查；組織開展全國環境保護執法檢查活動。
5、制定國家環境質量標準和汙染物排放標準並按國家規定的程序發布；負責地方環境保護標準備案工作；審核城市總體規劃中的環境保護內容；組織編報國家環境質量報告書；發布國家環境狀況公報；定期發布重點城市和流域環境質量狀況；參與編制國家可持續發展綱要。
6、制定和組織實施各項環境管理制度；按國家規定審定開發建設活動環境影響報告書；指導城鄉環境綜合整治；負責農村生態環境保護；指導全國生態示範區建設和生態農業建設。
7、組織環境保護科技發展、重大科學研究和技術示範工程；管理全國環境管理體系和環境標誌認證；建立和組織實施環境保護資質認可制度；指導和推動環境保護產業發展。
8、負責環境監測、統計、信息工作；制定環境監測制度和規範；組織建設和管理國家環境監測網和全國環境信息網；組織對全國環境質量監測和汙染源監督性監測；組織、指導和協調環境保護宣傳教育和新聞出版工作；推動公眾和非政府組織參與環境保護。
9、擬定國家關於全球環境問題基本原則；管理環境保護國際合作交流；參與協調重要環境保護國際活動；參加環境保護國際條約談判；管理和組織協調環境保護國際條約國內履約活動，統壹對外聯系；管理環境保護系統對外經濟合作；協調與履約有關的利用外資項目；受國務院委托處理涉外環境保護事務；負責與環境保護國際組織聯系工作。
10、負責核安全、輻射環境、放射性廢物、放射源管理工作，擬定有關方針、政策、法規和標準；參與核事故、輻射環境事故應急工作；對核設施安全和電磁輻射、核技術應用、伴有放射性礦產資源開發利用中的汙染防治工作實行統壹監督管理；對核材料的管制和核承壓設備實施安全監督。
11、負責總局機構編制和人事管理；組織開展全國環境保護系統行政管理體制改革；負責環境保護系統領導幹部雙重管理工作。
12、承辦國務院交辦的其他事項。