此機構由美國商業部設立，包含了數個先前就存在的部門，並予以統一指揮。國家海洋大氣署包括：
(a)國家海洋測量局(the
National Ocean Survey)：其前身為美國海岸及土地測量局。它的任務主要為製作航海及大氣圖，執行海洋地理勘查，預測潮汐和海流，並繪製美國水域的航行圖。
(b)國家氣象局(the
National Weather Service)：其前身為美國氣象局，它的主要任務為預測氣象並主導暴風雨的觀測。
(c)國家海洋漁業處(the
National Marine Fisheries Service)：它的主要任務為研究經濟上重要的魚類種類及海洋有機體，並督導海洋哺乳動物保護法案(Marine
Mammals Protection Act)以及瀕臨絕種動物法案(Endangered
Species Act)的執行。
(d)環境資料處(the
Environmental Data Service)：它的任務主要在於研究環境對全國食物能源供應的影響。其下設有國家氣候中心(National
Climatic Center)、國家海洋資料中心(National
Oceanographic Data Center)、以及國家地球物理和太陽陸地資料中心(National
Geophysical and Solar Terrestrial Data Center)。
(e)國家環境衛星處(the
National Environmental Satellite Service, NESS)：它的任務主要為收集並維護來自國家海洋大氣署(NOAA)的衛星資料。
(f)環境研究實驗室(Environmental
Research Laboratories)：它的主要任務為研究海洋大氣過程，以及污染對海岸生態系統的影響。
(g)海洋研究經費管理局(Office
of Sea Grants)：它的任務主要為授與研究機構之資金。
(h)海岸管理局(Office
of Coastal Management)：它的任務為協助沿海各州發展其海岸管理系統。
