菏泽气象站于1953年10月建立,隶属山东省人民政府建制领导,由山东省气象局对台站实行垂直领导,全面管理。1980年7月以来,气象部门实行统一领导,分级管理,气象部门与当地政府双重领导,以气象部门领导为主的管理体制。菏泽市气象局在上级气象主管机构和本级人民政府的领导下,根据授权承担本行政区域内气象工作的政府行政管理职能,依法履行气象主管机构的各项职责。负责发布菏泽市及所辖县区的天气预报、警报等。至2008年年底,全市气象系统共有在职人员125人,其中高级职称4人,中级职称48人。离退休人员103名,其中离休人员8名。全市设有一个国家气象基本观测站(定陶),8个一般气象观测站,149个区域气象观测站。
菏泽市气象局下设办公室、人事教育处、业务科技科、政策法规科4个内设机构,气象台、防雷中心、科技服务中心、财务核算中心4个直属单位 ;下辖曹县气象局、定陶县气象局、鄄城县气象局、郓城县气象局、成武县气象局、东明县气象局、巨野县气象局、单县气象局8个县气象局。