美国国家气象局（National Weather Service）是美国商务部国家海洋和大气管理局属下的六个部门之一，成立于1870年，总部位于马里兰州银泉，主要负责为美国及其属地、邻近水域及海洋地区提供天气、水文及气候预报和警报，藉以保护生命财产和国家经济。

美国国家气象局有多个全国性支援中心负责专门业务，为地方分局提供支援。其中九个中心隶属马里兰州Camp Springs的国家环境预报中心群（NCEP），包括在NCEP本部的气候预报中心（CPC）、环境模拟中心（EMC）、水文气象预报中心（HPC）、海洋预报中心（OPC），以及在密苏里州堪萨斯市的航空气象中心（AWC）、科罗拉多州Boulder的太空环境中心（SEC）、奥克拉荷马州Norman的风暴预报中心（SPC）和佛罗里达州迈亚密的国家飓风中心（TPC/NHC）。

除了NCEP之外﹐美国国家气象局还有两个海啸警报中心（西岸及阿拉斯加海啸警报中心〔WC/ ATWC〕﹑太平洋海啸警报中心〔PTWC〕）和几个训练及研究单位。

美国国家气象局的地方分局分为六个区域总部（东部、中部、南部、西部、阿拉斯加、太平洋）管辖，地方分局主要分三类型：

天气预报所（Weather Forecast Office）122个﹐负责为辖区内提供公众﹑近岸水域﹑防火工作和主要机场提供预报和警报服务。除负责向公众发出预报和警报之外﹐还负责联络区内的县﹑市级紧急应变机构﹑执法单位﹑大众传媒和志愿观测者。 河流预报中心（River Forecast Center）13个﹐其值班的水文学家和气象学家负责监察辖区内河流流量和水位﹐并在需要时候发出河流水位预测和氾滥警报。河流预报中心也负责估计全国各分水岭的土壤容水程度﹐然后发出“暴洪指引”(flash flood guidance)﹐让天气预报所在衡量是否需要发出暴洪警戒或警告时有所参考。 航管中心气象组（Center Weather Service Unit）是位于联邦航空管理局全国21个高空交通管制中心（ARTCC）内的气象组﹐负责向航空局提供与航空有关的气象信息﹐并与AWC和区内各天气预报所等单位协调主要机场和空域的预报和警报服务。