台北市政府环境保护局（简称环境保护局、环保局），在1968年成立，是台北市政府所属的一级机关。

台北市政府环境保护局为了保护台北市的生活环境，提高市民生活品质，其组织的变革，莫不以防治公害、维护环境清洁为考量。

1968年7月1日，台北市改制为院辖市。同年10月23日，“台北市水肥处理委员会”及原属台北市政府卫生局之“清洁大队”合并成立“台北市环境清洁处”，设第一至四科、主计室、人事室，办理空气、水污染防治及垃圾、水肥清运处理，督导考核、主计、人事等事项，下设水肥处理大队、16个区清洁队、1个保养厂。

1970年5月增列家禽、家畜禁止饲养及取缔职掌，增设安全室；1971年5月增设检验室、总务室及研究发展考核室。1973年6月裁撤研究发展考核室，保养厂修正名称为修车厂。嗣因政府鉴于环境污染日益严重，必须积极保护环境、推行公害防治、改善国民生活环境当作政务上之重要措施，1979年4月19日第1627次行政院会议通过《加强台湾地区环境保护方案》，本案中规定省及院辖市需设置环境保护局；本府乃奉行政院1982年5月第7567号函核定，于1982年7月1日将环境清洁处改制成立环境保护局，并增加噪音、振动与病媒、毒性物质管制等项业务，增置第二科。1983年续增设垃圾卫生掩埋场。为了加强违反环境保护法规案件稽查、取缔、告发执行及裁决事项，于1984年2月1日增设卫生稽查大队为附属机关。

1986年5月增设第四科以规划日益重要之垃圾处理、垃圾处理工程等业务，并增置副局长1人。

1987年5月1日成立内湖垃圾焚化厂，该厂不但是国内首座焚化厂，亦为当时14项重要经济建设之一；其成立目的，乃利用现代化之设备及最新焚化技术，以减少垃圾体积，节省掩埋空间，有效控制二次污染，并回收能源。复因应“焚化为主，掩埋为辅”的政策及有效纾解本市日益严重垃圾处理问题，于1989年7月1日及1991年7月1日相继增设木栅垃圾焚化厂、士林垃圾焚化厂(1995年8月7日配合行政区域调整，改名为北投垃圾焚化厂)，1993年12月辟建山猪窟垃圾卫生掩埋场。

2005年4月为配合本府组织条例之制定，总务室改设为秘书室，始成本局今日建制。