حددت الرئاسة دورها التشغيلي والتشجيعي والتنسيقي لتحقيق الأهداف التالية :
تحسين مستوى سلامة وصحة ونوعية الحياة لمواطني المملكة من خلال تقديم الخدمات في مجالات الأرصاد والمناخ والبيئة.
المحافظـة على بيئة المملكة وحماية وتحسين مواردها الطبيعية البرية والبحرية والمصادر المائية من التلوث والتدهور والمساهمة في وضع سياسات بيئية سليمة لإدارة واستثمار وتنمية هذه الموارد بهدف تأكيد مساندة التنمية لصالح المجتمع السعودي.
رفع فعالية برامج الرئاسة وتحسين مستوى أداء وإنتاجية ودقة الخدمات البيئية والأرصادية باستكمال التجهيزات الأساسية المتطورة من مختبرات وورش للصيانة ومركز للحاسب الآلي وكذلك إنشاء مراكز إقليمية.
توعية المواطن بأهمية البيئية والتراث الطبيعي للمملكة وضرورة مساهمته في المحافظة عليهما من خلال وسائل الإعلام المختلفة والمساهمة بالتعاون مع الجهات التعليمية في إدخال مفهوم حماية البيئة والمحافظة عليها وتحسينها ضمن المناهج الدراسية بالمدارس والجامعات.
تطوير القدرات الوطنية في الرئاسة في مختلف الأنشطة التي تمارسها من خلال الابتعاث والتدريب الداخلي والخارجي وتشجيع الدراسات وأبحاث الأرصاد والبيئة في الجامعات ومراكز البحوث.
تقديم الدعم الأرصادي والمناخي والبيئي لمشاريع التخطيط والاقتصاد الوطني من خلال إنشاء بنك للمعلومات البيئية.
زيادة فعالية برامج الأرصاد والبيئة الوطنية بتعزيز مساهمة الرئاسة في الأنشطة الإقليمية وذلك من خلال مجلس التعاون الخليجي وبرامج الأرصاد والبيئة الإقليمية والدولية المتخصصة.
تشجيع وتطوير الإمكانيات التقنية البيئية والأرصادية ضمن القطاعين الخاص والعام والمؤسسات العلمية والبحثية لتحقيق أوسع مشاركة في تنفيذ البرامج والمشاريع الموجهة لحماية البيئة والمحافظة عليها التي تضطلع بها المملكة عبر مؤسساتها الحكومية أو ضمن أنشطة القطاع الخاص.

نتيجة للنهضة الشاملة التي عمت المملكة العربية السعودية في كافة المجالات وخاصة في مجال النقل الجوي فقد تجسدت الحاجة إلى خدمات الأرصاد الجوية وأنشأت في عام 1370هـ الموافق 1951م إدارة الأنواء الجوية كأحد أقسام إدارة الطيران المدني آنذاك . ومع تطور خدمات الأرصاد وتعدد الجهات المستفيدة منها وازدياد الحاجة إلى معلومات الأرصاد والمناخ في مجال التخطيط والصناعة والزراعة والنقل والأنشطة المختلفة استلزم الأمر أن يتم تكوين إدارة لها جهازها الإداري والفني تعني بشئون الأرصاد الجوية . وصدرت الموافقـة السـامية على تكوين المديريـة العامـة للأرصـاد الجويـة بتاريـخ 1 / 7 / 1376هـ لترتبط مباشـرة بوزارة الدفاع والطيران كأحد فروعها وبمميزات مستقلة . وفي فترة العقدين الأخيرين شهدت المملكة العربية السعودية تطوراً تنمويا سريعاً عم كافة المجالات مما أبرز ضرورة الاهتمام بشئون البيئة وحمايتها ورصد ومراقبة وتحليل عناصرها المختلفة في أوساطها الثلاثة ( الماء والهواء واليابسة ) . ومنعاً للازدواجية وتشتيت الجهود بين الإدارات والهيئات الحكومية ذات الصلة بموضوع البيئة ، فقد عهد إلى المديرية العامة للأرصاد الجوية ( آنذاك ) لتقوم بدور الجهاز المركزي المسئول عن حماية البيئة وصون الموارد الطبيعية ، بما في ذلك مكافحـة التلوث ووضـع المقاييـس البيئيـة المختلفـة ، وتـم ذلك بموجب الموافقـة السـامية بتاريخ 24 / 4 / 1401هـ بناءاً على توصيـة من اللجنـة العليـا للإصلاح الإداري بقرارها رقم 86 في 20 / 8 / 1399هـ وتبعاً لذلك تغير مسمى المصلحة ليصبح مصلحة الأرصاد وحماية البيئة ، وهو مسماها الحالي .