โดยแบ่งหน่วยงานภายในเป็น ๒ ฝ่าย ๑ ส่วน ๑ ศูนย์ ๑ พิพิธภัณฑ์ ประกอบด้วย
ฝ่ายแผนงานและบริหารทั่วไป มีหน้าที่ความรับผิดชอบ ดังนี้
(๑) ดําเนินการเกี่ยวกับงานด้านธุรการ งานสารบรรณ การเงิน บัญชี พัสดุ งานด้านบุคคลและ งานด้านแผนงานของสํานักงาน
(๒) ประสานงานราชการต่าง ๆ ที่ไม่อยู่ในความรับผิดชอบโดยตรงของส่วนอื่น
(๓) ปฏิบัติงานร่วมกับหรือสนับสนุนการปฏิบัติงานของหน่วยงานอื่นที่เกี่ยวข้องหรือที่ได้รับมอบหมาย
ฝ่ายสํารวจทรัพยากรธรณี มีหน้าที่ความรับผิดชอบ ดังนี้
(๑) สนับสนุนการสํารวจ ตรวจสอบ เก็บข้อมูล ด้านธรณีวิทยา ทรัพยากรธรณี และธรณีพิบัติภัย ในพื้นที่รับผิดชอบ
(๒) สนับสนุนการจัดนิทรรศการและการจัดแสดงในพื้นที่รับผิดชอบ
(๓) ตรวจสอบ ดูแล ซ่อมแซม และบํารุงรักษาพิพิธภัณฑ์ในพื้นที่รับผิดชอบ
(๔) ปฏิบัติงานร่วมกับหรือสนับสนุนการปฏิบัติงานของหน่วยงานอื่นที่เกี่ยวข้องหรือที่ได้รับมอบหมาย
ส่วนส่งเสริมการบริหารจัดการทรัพยากรธรณี มีหน้าที่ความรับผิดชอบ ดังนี้
(๑) ศึกษา วิจัย และพัฒนาด้านธรณีวิทยา แหล่งธรณีวิทยา ซากดึกดําบรรพ์ และธรณีพิบัติภัย : ในระดับภูมิภาค
(๒) สํารวจ ตรวจสอบ เก็บข้อมูล ประเมินศักยภาพ และผลิตข้อมูลและแผนที่ทรัพยากรแร่ ในระดับภูมิภาค
(๓) ติดตาม ตรวจสอบ และเฝ้าระวังธรณีพิบัติภัยในระดับภูมิภาค รวมทั้งประสานการดําเนินการ เหตุฉุกเฉินด้านธรณีพิบัติภัย
(๔) ให้คําปรึกษา แนะนํา และบริการข้อมูลทางวิชาการด้านธรณีวิทยา ทรัพยากรธรณี ซากดึกดําบรรพ์ ธรณีวิทยาสิ่งแวดล้อม และธรณีพิบัติภัยในระดับภูมิภาค
(๕) สร้างความรู้ความเข้าใจในการใช้ประโยชน์จากทรัพยากรแร่ รวมทั้งสนับสนุนและส่งเสริม การมีส่วนร่วม การสร้างเครือข่าย และประชาสัมพันธ์ด้านการอนุรักษ์แหล่งซากดึกดําบรรพ์และซากดึกดําบรรพ์ และเฝ้าระวังธรณีพิบัติภัยในระดับภูมิภาค
(๖) ปฏิบัติงานร่วมกับหรือสนับสนุนการปฏิบัติงานของหน่วยงานอื่นที่เกี่ยวข้องหรือที่ได้รับมอบหมาย
ศูนย์ศึกษาวิจัยและพิพิธภัณฑ์ไดโนเสาร์ จังหวัดขอนแก่น มีหน้าที่ความรับผิดชอบ ดังนี้
(๑) บริหารจัดการพิพิธภัณฑ์ซากดึกดําบรรพ์ธรณีวิทยาและธรรมชาติวิทยา และห้องปฏิบัติการต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้อง
(๒) กํากับ ดูแล และติดตามการคุ้มครองซากดึกดําบรรพ์และการบริหารจัดการแหล่งซากดึกดําบรรพ์ ในส่วนที่รับผิดชอบในระดับภูมิภาค ให้เป็นไปตามกฎหมายว่าด้วยการคุ้มครองซากดึกดําบรรพ์และกฎหมาย ที่เกี่ยวข้อง
(๓) รวบรวมและจัดทําคลังหลักฐานอ้างอิงทางธรณีวิทยา ทรัพยากรธรณี และซากดึกดําบรรพ์ เฉพาะในเขตพื้นที่รับผิดชอบในส่วนภูมิภาค
(๔) ปฏิบัติงานร่วมกับหรือสนับสนุนการปฏิบัติงานของหน่วยงานอื่นที่เกี่ยวข้องหรือที่ได้รับมอบหมาย
พิพิธภัณฑ์สิรินธร จังหวัดกาฬสินธุ์ มีหน้าที่ความรับผิดชอบ ดังนี้
(๑) บริหารจัดการพิพิธภัณฑ์ซากดึกดําบรรพ์ธรณีวิทยาและธรรมชาติวิทยา และห้องปฏิบัติการต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้อง
(๒) กํากับ ดูแล และติดตามการคุ้มครองซากดึกดําบรรพ์และการบริหารจัดการแหล่งซากดึกดําบรรพ์ ในส่วนที่รับผิดชอบในระดับภูมิภาค ให้เป็นไปตามกฎหมายว่าด้วยการคุ้มครองซากดึกดําบรรพ์และกฎหมายที่เกี่ยวข้อง
(๓) รวบรวมและจัดทําคลังหลักฐานอ้างอิงทางธรณีวิทยา ทรัพยากรธรณี และซากดึกดําบรรพ์ เฉพาะในเขตพื้นที่รับผิดชอบในส่วนภูมิภาค
(๔) ปฏิบัติงานร่วมกับหรือสนับสนุนการปฏิบัติงานของหน่วยงานอื่นที่เกี่ยวข้องหรือที่ได้รับมอบหมาย