海洋气象预报室的主要职责是开展海洋气象预报服务，牵头完成滨海旅游预报、海水浴场预报等专项海洋环境预报服务工作。
具体职责包括负责制作我国近海及全球海洋的短期海洋气象预报；制作我国近海及西北太平洋中长期气象预报和展望；为局专项海洋调查、海洋维权、极地考察及其他大洋船只航行提供航线气象预报保障；负责各类天气图表的填绘；开展专项海洋气象预报服务；开展数值天气预报产品的释用；承担军民兼用的海上气象预报与保障任务；承办中心领导交办的其他任务。
海洋气象预报室下设3个组：短期组、中长期组和航线保障组。