NSM er eit direktorat som er administrativt underlagt Justis- og beredskapsdepartementet. Forsvarsdepartementet har instruksjonsmyndigheit overfor NSM i saker på ansvarsområdet deira og direktoratet er såleis også underlagt Forsvarsdepartementet og ein del av forsvarssektoren.

NSM har det sektorovergripande ansvaret for at førebyggjande tryggleiksarbeid blir utført i samsvar med Lov om nasjonal sikkerhet (tryggingslova). Dette inneber blant anna at NSM skal utvikle rettleiingar og opplæringstiltak. NSM har eit overordna ansvar for at tryggingstilstanden i alle sektorar blir kontrollert, og skal sjå til at verksemdene oppfyller pliktene dei har etter lova. NSM er vidare nasjonalt tryggingsorgan i kontakten med andre land og internasjonale organisasjonar. NSM er peika ut som ansvarleg styresmakt etter tryggingslova til å drive ein nasjonal responsfunksjon for alvorlege digitale åtak og eit nasjonalt varslingssystem for digital infrastruktur (VDI). NSM er i tillegg nasjonalt fagmiljø for digital tryggleik. Som nasjonalt fagmiljø skal NSM støtte Justis- og beredskapsdepartementet og Forsvarsdepartementet innanfor områda departementa har ansvar for. NSM skal identifisere og foreslå nasjonale tiltak og krav og i tillegg gi råd og rettleiing.

NSM skal leggje til rette for at verksemder som lova gjeld for, får tilgang til informasjon om trussel- og risikovurderingar og andre opplysningar som er viktige for det førebyggjande tryggleiksarbeidet i verksemdene. NSM skal bidra til å vidareutvikle samarbeidet med dei andre nasjonale etterretnings- og tryggingstenestene.

Nasjonalt cybersikkerhetssenter (NCSC) er ein del av NSM, og ble etablert 2018. Senteret bidrar til å beskytte grunnleggende nasjonale funksjoner, offentlig forvaltning og næringsliv mot cyberangrep.

NSM holder til på Kolsås i Bærum, med kontorer i Sandvika og på Oslo Havnelager.