遼寧省氣象局是中國氣象局東北區域氣象中心所在地，承擔著東北地區氣象業務、科研和培訓的組織協調及技術支撐工作。主要職責是：
1．管理協調
組織召開區域氣象工作會議，研究確定區域業務科技發展等重大問題，推進公共氣象服務、氣象預報預測、綜合氣象觀測、信息與技術保障、科技創新和教育培訓等資源優化配置。
2．業務指導
組織區域氣候會商、災害天氣聯防等相關業務協調工作。提供區域客觀預報預測等指導產品。對省級數值預報產品應用提供技術支持。組織區域性重大社會活動氣象保障及區域性重大氣象事件專報材料的編寫。建立區域重大氣象事件的聯報聯防和應急聯動制度，提高區域應急服務能力。
3．科研組織
組織聯合申報區域性業務科技項目，組織區域科技力量聯合攻關。發揮中國氣象局專業氣象研究所的核心和引領輻射作用。針對凝練出的區域業務發展共性科技問題組織研究和開發，推進科技成果轉化和推廣。建立區域級精細化數值預報模式支撐系統。建立區域內專業技術人員的合作與交流機制，形成區域人才的整體優勢。
4．技術支持
建立完善區域業務科技信息共享平臺，實現區域內各種資料的共享。組織區域共性業務技術平臺的開發。開展區域內相關應急觀測、裝備監控與技術保障工作。
5．專業培訓
統籌考慮區域內培訓資源，組織開展在職培訓和科技骨幹集中輪訓。