山西省地震局實行中國地震局和山西省人民政府雙重領導，以中國地震局為主的管理體制。根據授權承擔本行政區域內防震減災工作政府行政管理職能，依法履行防震減災主管機構的各項職責。主要職責如下：
一、根據有關法律、法規、規章的規定，監督、檢查山西省內的防震減災工作，負責擬定有關防震減災的方針、政策，起草地方性法規、規章，制定規范性文件，并組織實施。
二、組織編制山西省防震減災規劃和計劃；推進防震減災計劃體制和相應經費渠道的建立和完善；管理、監督事業費、基本建設費和專項資金的使用。
三、負責建立地震監測預報工作體系。按照全國地震監測臺網（站）建設規劃，負責統一規劃全省地震臺網（站）及信息系統的建設，實現資源共享；制定全省地震監測預報方案并組織實施；管理省級地震監測臺網（站），負責提出地震預報意見；強化全省地震重點監視防御區的震情跟蹤；對市、縣地震監測臺網（站）和群測群防工作實行行業管理；會同有關部門依法保護地震監測設施和地震觀測環境。
四、會同有關部門建立震災預防工作體系。負責監督管理本行政區域內建設工程抗震設防要求和地震安全性評價工作，按職責權限審定地震安全性評價結果，確定抗震設防要求；管理本行政區域內地震災害預測；制定本行政區域破壞性地震應急預案并檢查落實情況；組織開展防震減災知識的宣傳教育工作，并按照有關規定審核防震減災宣傳報道。
五、承擔山西省人民政府抗震救災指揮機構的辦事機構的職能；負責震情和災情速報，會同有關部門組織地震災害調查與損失評估；參與制定地震災區重建規劃。
六、會同有關部門建立地震緊急救援工作體系。開展地震應急、救援技術和裝備的研究與開發；在有條件的地震重點監視防御區，會同有關部門組建和培訓地震緊急救援隊伍；協助地方人民政府建立地震重點臨視防御區的地震應急救援物資儲備系統。
七、組織開展陷落地震、水庫地震、火山及火山地震的監測和研究工作；會同有關部門防范地震次生災害。
八、承擔全省的地震行政復議、行政訴訟工作；負責地震行業質量與技術監督管理工作；負責地震技術標準的宣傳、貫徹、實施和監督；管理地震計量工作。
九、推進地震科學技術現代化，組織開展地震科學技術研究及其成果的推廣應用；開展地震科學技術國際合作與交流；指導和管理與防震減災事業有關的學會、協會工作。
十、領導下屬單位；指導市、縣防震減災工作。
十一、承擔中國地震局和山西省人民政府交辦的其他事項。