国家海洋局南海分局是国家海洋局设在南海的海洋行政治理机构，下设办公室（新闻信息办、守护处）、政策法例和计划处（监视治理处）、海域和海岛治理处、海洋情况庇护处、海洋科学手艺处、海洋预告减灾处、人事处（总队政治处）、财政处（资产治理处）、党委办公室、纪检监察办公室（审计办公室）等部门，主要根据国家有关法例、划定，代表国家海洋局推行在南海区的海洋行政治理职能，在海区组织开展海洋行政治理、执法监视和公益服务等项事情。
国家海洋局南海分局当前拥有南海计划与情况研究院、南海情况监测中央、南海观察手艺中央（南海浮标中央）、南海预告中央、南海信息中央、南海分局机关服务中央、深圳海洋情况监测中央站（深圳海洋预告台）、珠海海洋情况监测中央站、汕尾海洋情况监测中央站、北海海洋情况监测中央站局属单元。