DMU er opdelt i otte afdelinger, hvis opgaver primært fordeler sig på forskning, overvågning, rådgivning og undervisning inden for følgende hovedområder:

• Afdeling for Arktisk Miljø: Arktisk natur og miljø med særlig fokus på Grønland.
• Afdeling for Atmosfærisk Miljø: Luftforureningsmålinger og modelberegninger
• Afdeling for Ferskvandsøkologi: Vandløbs og søers økologi og påvirkningsfaktorer.
• Afdeling for Marin Økologi: Fjordes og havets økologi og påvirkningsfaktorer.
• Afdeling for Miljøkemi og Mikrobiologi: Forekomst af miljøfremmede stoffer og mikroorganismer. Gennemfører analyser af prøver.
• Afdeling for Systemanalyse: Miljøøkonomi, analyser af samfund og miljø samt emissionsopgørelser og risikoanalyser.
• Afdeling for Terrestrisk Økologi: Terrestrisk økotoksikologi, effekter af pesticider og økologisk modellering.
• Afdeling for Vildtbiologi og Biodiversitet: Vildtforvaltning, naturkvalitet og biodiversitet.