实验室采取学术委员会指导下的实验室主任负责制。设主任1名，副主任2名。实验室主任全面负责实验室的工作。2名副主任同时兼任2个科研方向/团队的负责人，并分工负责科研、行政和对外交流。学术委员会，由国内外知名专家组成，每年召开一次学术委员会会议，对实验室的学术进展进行评估和指导。
（一）实验室领导小组
主任：
刘永岗 教授（北京大学物理学院大气与海洋科学系）
副主任：
李婧 长聘副教授（北京大学物理学院大气与海洋科学系）
杨军 长聘副教授（北京大学物理学院大气与海洋科学系）
（二）学术委员会领导小组
主任：
王会军 院士（南京信息工程大学）
副主任：
穆 穆 院士 （复旦大学）
陈大可 院士 （自然资源部第二海洋研究所）
刘永岗 教授 （北京大学）
委员：
丁爱军 教授（ 南京大学）
焦念志 院士（厦门大学）
林霄沛 教授（中国海洋大学）
罗 勇 教授（清华大学）
朴世龙 院士（北京大学）
乔方利 研究员（自然资源部第一海洋研究所）
田文寿 教授（兰州大学）
王春在 研究员（中国科学院南海海洋研究所）
杨 崧 教授（中山大学）
张 鹏 研究员（国家卫星气象中心）
周 朦 教授（上海交通大学）
周天军 研究员（中国科学院大气物理研究所）
朱 彤 院士（北京大学）
