В ведении Росгидромета находится 17 научно-исследовательских федеральных государственных бюджетных учреждений (далее – НИУ). Два из них с 1994 года по настоящее время являются государственными научными центрами Российской Федерации. Это федеральное государственное бюджетное учреждение «Арктический и антарктический научно-исследовательский институт» (ФГБУ «ААНИИ») и федеральное государственное бюджетное учреждение «Гидрометеорологический научно-исследовательский центр Российской Федерации» (ФГБУ «Гидрометцентр России»).
Предметом деятельности НИУ являются научные исследования, выполнение работ и оказание услуг в области гидрометеорологии и смежных с ней областях, мониторинга окружающей среды, ее загрязнения.
НИУ Росгидромета являются неотъемлемой частью единой научно-производственной технологической цепи, деятельность которой направлена на обеспечение потребностей государства, физических и юридических лиц в гидрометеорологической, гелиогеофизической информации и информации о состоянии окружающей природной среды, ее загрязнении.