Главна дирекция "Лабораторно-аналитична дейност" е структурирана в следните отдели в София:
- Отдел „Качество на изпитването”
- Отдел „Лаборатория качество на въздуха”
- Отдел „Лаборатория качество на водите”
- Отдел „Лаборатория качество на почвите и характеристика на отпадъците”
- Отдел „Лаборатория за биологичен мониторинг”
- Отдел „Лаборатория радиационни измервания”
- Отдел „Лаборатория за инструментални методи за анализ”
- Отдел „Оперативна дейност при аварийни ситуации”
- Отдел „Координация на регионални лаборатории”
В допълнение Главната дирекция включва и 14 териториални звена - Регионални лаборатории.