La DRIEE, dont le siège se situe dans le 4e arrondissement de Paris (10 rue Crillon) et 12 cours Louis-Lumière à Vincennes, manifeste la volonté de l’État français d’adapter ses réponses dans le domaine de l’environnement et de l'énergie à la situation particulière de l’Île-de-France. Elle est placée sous l’autorité du préfet de Paris, préfet de la région Île-de-France et des préfets de département de la région.

La DRIEE est issue de la fusion, de la direction régionale de l'environnement (DIREN) d'Île-de-France ; de la direction régionale de l'industrie, de la recherche et de l'environnement (DRIRE) d'Île-de-France, à l'exclusion de ses missions de métrologie et de développement industriel ; des services chargés de la police de l'eau du service navigation de la Seine (SNS) ; des parties de services chargées de l'environnement et de la chasse de la direction régionale et interdépartementale de l'alimentation, de l'agriculture et de la forêt (DRIAAF) ; du service technique interdépartemental d'inspection des installations classées (STIIIC) de la préfecture de police.
La DRIEE est chargée de mettre en œuvre les politiques de l'État en matière d'environnement, d'énergie et de transition énergétique en Île-de-France, notamment dans les domaines de la prévention et de l'adaptation aux changements climatiques ; la préservation et de la gestion des ressources. Il est chargé également de la préservation du patrimoine naturel, des sites et des paysages, de la biodiversité ; du contrôle de la sécurité des activités industrielles et des véhicules ; de l’économies d'énergie, du développement des énergies renouvelables, de l'exploitation des ressources énergétiques du sous-sol et de la sécurité d'approvisionnement énergétique.
La direction contribue à la qualité de l'air, par la prévention des pollutions, du bruit, des risques naturels et technologiques, et des risques liés à l'environnement, de la gestion des déchets, de la gestion des sols pollués, de la gestion de l'eau, de la chasse et de la pêche, y compris par la mise en œuvre des mesures de police y afférentes. Elle soutien au développement des écotechnologies et de l'économie verte, de la connaissance et de l'évaluation environnementales. Elle favorise l'information, la formation, l'éducation du public sur les enjeux du développement durable et sa sensibilisation aux risques ainsi que de la valorisation des données qui relèvent de sa compétence.
Elle assure le pilotage et la coordination des politiques mises en œuvre par d'autres services déconcentrés. Elle assure la coordination de la mise en œuvre de ces politiques avec les actions des établissements publics de l'État concernés.
Elle veille, dans ses domaines de compétences, au respect des principes et à l'intégration des objectifs de développement durable et réalise ou fait réaliser l'évaluation environnementale de ces actions, et assiste les autorités administratives compétentes en matière d'environnement sur les plans, programmes et projets.
Elle promeut la participation du public dans l'élaboration des projets relevant des ministres chargés de l'environnement et de l'énergie ayant une incidence sur l'environnement ou sur le réchauffement climatique.
La DRIEE est chargée de missions en matière de police de l'eau présentant en tout ou partie un caractère interrégional ou interdépartemental. En fin les activités de la DRIEE sont certifiées selon la norme ISO 9001 : version 2015