根据天津市委办公厅《关于印发〈天津市生态环境局主要职责内设机构和人员编制规定〉的通知》（津党办发〔2009〕31号）的规定，天津市环境保护局主要职责如下：针对天津市区域环境和环境管理现状，进行科学研究，为政府决策提供环境科学依据，为政府实施有效的环境监督和遏制环境污染与生态破坏提供技术支持。
2018年11月，天津市机构改革中组建市生态环境局。将市环境保护局的职责，以及市发展和改革委员会的应对气候变化和减排职责，市国土资源和房屋管理局的监督防止地下水污染职责，市水务局（市引滦工程管理局）的编制水功能区划、排污口设置管理、流域水环境保护职责，市农村工作委员会的监督指导农业面源污染治理职责，市海洋局的海洋环境保护职责，相关机构的南水北调工程项目区环境保护职责等整合，组建市生态环境局，作为市政府组成部门。不再保留市环境保护局。市水务局不再保留市引滦工程管理局牌子。