DMU er opdelt i 8 afdelinger, hvis opgaver primært fordeler sig på forskning, overvågning og rådgivning indenfor følgende hovedområder (yderligere information på afdelingernes hjemmesider):

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.