根据海南海事局辖区的实际情况和水上安全监督管理的需要，2006年9月，海南海事局首次提出在西沙成立海事机构的设想，并上报交通运输部海事局，得到了部局领导的高度重视。中央编办于2009年3月10日正式批复了中华人民共和国西沙海事局的成立（见中央编办复字[2009]46号文），为正处级建制，交通运输部、部海事局分别于2009年3月25日、2009年4月17日发文通知西沙海事局成立,2010年3月13日西沙海事局正式挂牌。随着三沙设市，2012年8月，经中央编办批复同意，中华人民共和国西沙海事局更名为中华人民共和国三沙海事局。

根据交通运输部《关于中华人民共和国海南海事局主要职责机构设置和人员编制规定的通知》（交人劳发[2013]246号）和部海事局《关于海南海事局有关机构主要职责机构设置和人员编制规定的通知》（海人教[2013]296号）要求，中华人民共和国三沙海事局为海南海事局分支机构，正处级。
（一）内设机构
三沙海事局设置5个内设机构，均为正科级，具体为：办公室、财务会计处、指挥中心、综合业务处、执法督察处。
（二）处室办事机构
三沙海事局设置海巡执法支队、政务中心2个处室办事机构，均为正科级。

（三）派出机构

永暑海事处、渚碧海事处、美济海事处3个派出机构，均为正处级。

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