O Sisnama é formado por órgãos e entidades das três esferas de governo (federal, estadual, municipal e distrital), organizados em órgãos superiores, consultivos, centrais, executores e seccionais, visando à descentralização da gestão ambiental.

O Conselho Nacional do Meio Ambiente (Conama), como órgão central do Sisnama, possui competência exclusiva para licenciar atividades potencialmente poluidoras em todo o território nacional.

O Sisnama é composto exclusivamente por órgãos federais, sendo que Estados e Municípios não participam formalmente de sua estrutura.

O Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (Ibama) é órgão consultivo do Sisnama, responsável por propor diretrizes ambientais, sem exercer funções executoras. 

A Presidência da República exerce papel de órgão executor no Sisnama, diretamente responsável pela fiscalização ambiental em nível nacional.