มีหน้าที่รับผิดชอบเกี่ยวกับการศึกษา สำรวจข้อมูล วิเคราะห์ วางแผน ออกแบบระบบการจราจรและขนส่ง การกำหนดมาตรการและดำเนินการการด้านการจราจรและขนส่งในเขตกรุงเทพมหานคร การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการควบคุมและจัดการจราจร การพัฒนาระบบโครงข่ายถนน ระบบขนส่งมวลชน ทั้งนี้โดยประสานงานกับหน่วยงานที่เกี่ยวข้องเพื่อให้การดำเนินงานตามนโยบายและแผนปฏิบัติการ สอดคล้องกับนโยบายรัฐบาล แผนพัฒนาเศรษฐกิจ และสังคมแห่งชาติ และแผนพัฒนากรุงเทพมหานคร
1. สำนักงานเลขานุการ มีหน้าที่รับผิดชอบเกี่ยวกับงานสารบรรณและธุรการทั่วไปของสำนัก งานช่วยอำนวยการและเลขานุการ งานการบริหารงานบุคคล งานการคลัง งานการประชุม งานนิติกรรมและสัญญา งานอาคารสถานที่และยานพาหนะ งานประชาสัมพันธ์ และปฏิบัติหน้าที่อื่นที่ไม่ได้อยู่ในความรับผิดชอบของกองใดโดยเฉพาะ และปฏิบัติหน้าที่อื่นที่เกี่ยวข้อง
2. กองแผนการจราจรและขนส่ง มีหน้าที่รับผิดชอบเกี่ยวกับการศึกษา วิเคราะห์ สภาวะการจราจรและขนส่ง เพื่อเสนอแนะนโยบาย มาตรการในการพัฒนาการจราจรและขนส่งของกรุงเทพมหานคร การจัดทำแผนพัฒนา แผนปฏิบัติการด้านการจราจรและขนส่ง การสำรวจ จัดเก็บข้อมูลการจราจร การออกแบบและพัฒนาฐานข้อมูล การเชื่อมโยงเครือข่าย การฝึกอบรม ให้ความรู้ด้านการจราจรแก่เยาวชนและประชาชนทั่วไป การรณรงค์เสริมสร้างวินัยจราจร และปฏิบัติหน้าที่อื่นที่เกี่ยวข้อง
3. กองวิศวกรรมจราจร มีหน้าที่รับผิดชอบเกี่ยวกับการศึกษา สำรวจ วิเคราะห์ วิจัย วางแผน ทดสอบ กำหนดมาตรฐานงานวิศวกรรมจราจร แบบจำลองการจราจร ระบบโครงข่ายถนน ตรอก ซอย พัฒนาเส้นทางลัด จุดอันตราย การวิเคราะห์พัฒนาระบบ ระเบียบ ทิศทางการจราจร ทางแยก ทางกลับรถ พิจารณาความเหมาะสมทางวิชาการ เทคนิค และสิ่งแวดล้อม การแก้ไขปัญหาอุบัติเหตุจราจรในถนน ประสานระบบรูปแบบการปรับเปลี่ยนการเดินทางให้รวดเร็ว ประหยัด การจัดทำสถานที่จอดรถยนต์และโครงข่ายทางจักรยาน การออกข้อบังคับเจ้าพนักงานจราจร และการออกแบบประมาณการ เพื่อดำเนินการก่อสร้างโครงการแก้ไขปัญหาการจราจรโดยรวม การประสานความร่วมมือในการพัฒนาเทคโนโลยีด้านการจราจรและขนส่งกับหน่วยงานต่าง ๆ และปฏิบัติหน้าที่อื่นที่เกี่ยวข้อง
4. กองสัญญาณไฟและเครื่องหมาย มีหน้าที่รับผิดชอบเกี่ยวกับการสำรวจ วิเคราะห์ ออกแบบ ผลิต ติดตั้ง ถอดถอนป้ายเครื่องหมายและอุปกรณ์การจราจรเพื่อแนะนำเตือนและบังคับตามพระราชบัญญัติการจราจรทางบกและกฎหมายอื่นที่เกี่ยวข้อง การให้ความช่วยเหลือทางวิชาการและเทคนิค การจัดทำเครื่องหมายจราจรแก่หน่วยงานต่างๆ การสำรวจ ออกแบบ พัฒนา ติดตั้ง บำรุงรักษาระบบควบคุมการจราจร อุปกรณ์สัญญาณไฟจราจรและระบบเครือข่ายสื่อสารของกรุงเทพมหานคร และปฏิบัติหน้าที่อื่นที่เกี่ยวข้อง
5. กองการขนส่ง มีหน้าที่รับผิดชอบเกี่ยวกับ การสำรวจ ออกแบบ ศึกษา วิเคราะห์ วางแผนและดำเนินการด้านการขนส่ง การดำเนินโครงการระบบขนส่งมวลชน ระบบขนส่งสาธารณะในความรับผิดชอบของกรุงเทพมหานคร ตลอดจนประสานงานและประเมินผลการดำเนินงานของผู้รับสัมปทานระบบขนส่งมวลชน เพื่อให้เป็นไปตามสัญญา การวิเคราะห์ วางแผน การให้บริการแก่มวลชนเพื่อส่งเสริมการใช้บริการขนส่งสาธารณะ เช่น จัดทำสถานที่จอดรถยนต์สาธารณะ (Park and Ride) ที่จอดรถจักรยานยนต์รับจ้าง ศาลาที่พักผู้โดยสารและบริการอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับกิจการขนส่งมวลชน และปฏิบัติหน้าที่อื่นที่เกี่ยวข้อง