ด้านปฏิบัติการ ศูนย์ควบคุมการบินเชียงใหม่มีหน้าที่รับผิดชอบในการให้บริการจราจรทางอากาศ (Air Traffic Services) บริเวณเขตท่าอากาศยาน ด้านการสื่อสารการบินส่วนภูมิภาค และบริการเครื่องช่วยการเดินอากาศ โดยใช้ระบบเรดาร์ทุติยภูมิ (Secondary Surveillance Radar) Mode S ในการควบคุมจราจรทางอากาศ ซึ่งติดตั้งใช้งาน ณ ท่าอากาศยานเชียงใหม่ และท่าอากาศยานแม่ฟ้าหลวง จ.เชียงราย มีรัศมีโดยรอบ 250 ไมล์  นอกจากนี้ยังให้การบริการข่าวสารการเดินอากาศ (Aeronautical Information Services) การซ่อมบำรุงระบบและอุปกรณ์ ที่สนับสนุนการให้บริการการเดินอากาศ อาคารสถานที่ และสาธารณูปโภค รวมทั้งบริหารจัดการศูนย์ควบคุมการบิน และหอควบคุมจราจรทางอากาศในพื้นที่ที่รับผิดชอบได้แก่ เชียงใหม่ เชียงราย ลำปาง และแม่ฮ่องสอน เพื่อก่อให้เกิดความรวดเร็ว แม่นยำ เที่ยงตรง และมีความปลอดภัย

ด้านการบริการเครื่องช่วยการเดินอากาศ ณ ศูนย์ควบคุมการบินเชียงใหม่ ได้มีการติดตั้งอุปกรณ์เพื่ออำนวยความสะดวกให้อากาศยานทำการขึ้น-ลงได้อย่างปลอดภัย ประกอบด้วย

1. เครื่องช่วยการเดินอากาศบอกทิศทางจากสนามบิน (Doppler Very High Frequency Omni-directional Range หรือ DVOR)
2. เครื่องช่วยการเดินอากาศบอกระยะทางระหว่างสถานีเครื่องช่วยการเดินอากาศกับตำแหน่งที่เครื่องบินกำลังบินอยู่ (Distance Measuring Equipment หรือ DME)
3. เครื่องช่วยในการนำเครื่องบินลงสู่สนามบิน (Instrument Landing System หรือ ILS) โดยอุปกรณ์ดังกล่าวได้มีการพัฒนาปรับปรุงให้ทันสมัย ได้มาตรฐานสากล และอยู่ในสภาพสมบูรณ์ใช้งานได้ตลอดเวลา

ด้านบริหารงบประมาณ โดยจัดทำงบประมาณให้กับศูนย์ควบคุมการบินเชียงใหม่ หอควบคุมจราจรทางอากาศเชียงราย แม่ฮ่องสอน ลำปาง

ด้านซ่อมบำรุง จัดซ่อมบำรุงรักษาอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ติดตั้ง ณ ท่าอากาศยานเชียงใหม่ เชียงราย แม่ฮ่องสอน ลำปาง