广东省粮食局的内部机构设置是为了更好地履行其职责，主要分为六个部门：
1. 办公室: 负责处理日常行政事务，如文件管理、信息通信、保密工作、会议安排、档案管理以及信访事务。同时，办公室还负责机关的财务、资产管理及后勤服务，以及粮食管理系统的信息化建设和维护。
2. 调控财会处: 主要负责粮食的长期规划、购销政策、进出口计划、地方储备规模和品种布局的研究，审核收储和轮换计划。该处还负责粮食市场调控、监测预警、应急保障政策的制定和执行，以及粮食供需总量平衡的调查和统计工作。此外，该处还参与粮食产销合作和风险基金管理，以及购销价格政策的制定。
3. 政策法规处（军粮供应办公室）: 负责粮食流通体制的改革方案制定和实施，研究现代粮食流通产业战略并解决重大问题。制定地方性法规、规章草案，负责行政复议和诉讼工作，管理军粮供应，并参与粮食安全责任考核。
4. 监督检查处: 制定粮食流通的监督制度，检查法律法规执行情况，确保省级储备粮的计划、数量、质量、储存安全和技术规范的落实。负责库存检查、粮食收购资格审核和中央储备粮代储资格初审等工作，指导粮食行业安全生产。
5. 科技储运处: 负责粮食流通基础设施建设和科技发展规划，组织建设和维修改造，制定市场体系和质检体系规划。指导仓储管理和安全储存，推动行业科技进步、技术创新和新技术应用，开展科技交流与合作，制定地方粮食质量标准和技术规范。
6. 监察室（与纪检组、机关党委办公室、人事处合署）: 负责机关的纪检、监察和党群工作，包括人事管理、机构编制、劳动工资、安全保卫、离退休人员服务等事务。
根据《中共广东省委、广东省人民政府关于印发〈广东省人民政府机构改革方案〉的通知》（粤发〔2009〕8号），设立广东省粮食局，副厅级，为省发展和改革委员会管理的行政机构。