杭州市国土资源局的机构设置包含多个核心部门，以确保其高效运作。首先，直属单位设有办公室，作为全局的行政管理和协调中心，负责日常事务的处理和信息的整合。接着是杭州市国土资源信息中心，专门负责土地资源的信息化建设和管理，为决策提供数据支持。
政策法规处负责制定和执行土地政策法规，确保所有活动符合国家法律法规的要求。杭州市土地发展研究中心则专注于土地利用规划和研究，推动土地资源的合理开发与可持续利用。人事（组织）处负责全局的人力资源管理和组织建设，确保队伍稳定和专业人才的培养。
征地拆迁办公室承担着土地征收和拆迁的协调工作，维护社会稳定。计划财务处负责全局的预算编制和财务管理工作，确保资金的有效使用。土地交易登记发证中心是土地流转的重要环节，负责土地的交易和产权登记。
土地规划处和杭州土地储备中心（土地整理中心）共同关注土地的规划与储备，保证土地市场的有序运行。耕地保护处致力于保护和合理利用耕地资源，确保粮食安全。杭州市国土资源执法监察支队负责监督和查处土地违法行为，维护土地市场的公平公正。
地籍处负责地籍管理，包括土地权属登记和土地调查等工作，是土地管理的基础。杭州地质环境监测站则关注地质环境的监测和保护，确保地质安全。矿产资源处负责矿产资源的勘查、开发和管理，推动矿产资源的合理利用。
地质环境处和执法监察处分别负责地质环境的监管和内部监督，维护组织的廉洁性和生态环境的保护。机关党委负责党的建设和组织活动，强化党员队伍的凝聚力。而监察室则负责内部审计和廉政建设，确保机构的公正和透明。
根据《中共杭州市委 杭州市人民政府关于印发〈杭州市人民政府机构改革实施意见〉的通知》（市委〔2011〕10号）精神，设立杭州市国土资源局（简称市国土资源局）。市国土资源局是主管全市有关土地、矿产等自然资源的规划、管理、保护与合理利用工作的市政府工作部门。
