直隶，是直接隶属于中央之义，清代的直隶地区，实际是一个省区，也称直隶省。清代的直隶省有诸多特殊之处：全国政治中心的京城中央位于顺天府，而顺天府在直隶省内，其州县“兼属于直隶总督”（光绪《大清会典事例》卷152《户部·疆理·京师顺天府》），直隶因而又有“畿辅”之称，中央、顺天府的一些事务也由直隶总督办理或协助办理；承德及秋狝围场具有重要政治、军事意义，其选址在直隶省；漕粮的北端运程在其境内；皇家之陵寝地东陵、西陵在其辖区；皇家贵族庄园及旗人旗地散布畿辅，旗民杂处；直隶北连蒙古，东接关外，乃清朝发祥地、清入关后的大后方，东部邻海。以上这些特殊因素，直接关系到清代直隶总督的职权范围及其职掌的重要性。
“总督”最早设于明朝，初为中央临时派遣之官，因事而设，事已旋罢。到清代总督逐渐被纳入正式行政区划体制并成为定制，总督与巡抚并称封疆大吏，但又并非每省都设，每个地区所设总督都有其特殊意义，直隶总督就是其中之一。直隶曾设巡抚，雍正二年后一直设总督。清代的总督与巡抚，职掌既有区别又有交叉，大致是巡抚偏重民政、财务，总督偏重于军事，主要体现在对绿营官兵的统辖与节制，以加强该地区的镇戍、防御，这也是清代在某些地区设总督的主要目的。由于直隶总督兼管巡抚事，因而其职掌自然较一般的总督、巡抚范围更广。具体而言，在军事方面，直隶总督有4个直辖的绿营“督标”标营，及数量较多的绿营兼辖营（初十几个，最多时50个），另外，节制本省的直隶提督、各镇总兵及其绿营兵，并负责绿营副将以下武官之选任与考核（参见罗尔纲：《绿营兵制》，中华书局1984年版）。直隶总督所兼管的一般巡抚事务，大的方面有财务、刑案之复核上报，道府以下文官之选任考核，以及负责科举考试之乡试的某些事务等（参见黎仁凯、衡志义、傅德元：《清代直隶总督与总督署》第10~16页，中国文史出版社1993年版）。
由于直隶总督的辖区还囊括顺天府，所以也兼管顺天府的某些事务。如顺天府下二十四州县的知州、知县之选调，就都由直隶总督主选，与顺天府府尹会衔上报。至嘉庆十八年才改由府尹主选，与直隶总督会衔上报，如果顺天府属内没有合适人选，则咨直隶总督于直隶通省内拣选。顺天府州县钱粮收支的奏销，起初也归直隶总督，乾隆十三年改由府尹与总督共同审核上报。而顺天府内驻扎的绿营官兵，则皆归直隶总督节制。顺天府境内的河务，也是直隶总督的职责。
由于直隶地区的特殊性，直隶总督又被赋予多方面特殊职掌，而且均非常重要。
屏卫京师、守护陵寝。北京城及近郊由八旗劲旅、巡捕营守卫，近京地区设畿辅八旗驻防。而畿辅其余地区，则设直隶总督节制的绿营官兵，尤其近京州县及京北、京东北一带，是绿营重点设防之地。全省最高绿营武官提督设于长城的古北口，直隶总督不仅节制该提督，而且统辖京师附近的绿营，在当时其兼辖的17营中，就有京城周围的顺天府5营，长城一线之口北三厅绿营、乌兰布通以南蒙古地区的喀喇沁、乌兰哈达等营。东陵、西陵是皇家坟茔，每处帝后陵寝，均设八旗官兵看守。而陵寝外围，则驻扎绿营官兵，东陵设马兰峪总兵、西陵设泰宁镇总兵，两镇总兵均由直隶总督节制，共负其责。
整肃京畿统治秩序。由于直隶地区旗民杂处，且“太监戚属散处州县，兼皇庄、王公等庄屯全在其间”，凌百姓、搅扰州县行政等行为时有发生，因而清帝严令“直隶总督严饬各州县实力查察，倘有太监家属及庄头等在外生事，轻则随时惩治，重则参奏办理”（光绪《畿辅通志》卷3《诏谕三》，河北人民出版社1985年版）。嘉庆十八年，鉴于当时“八旗汉军在屯居住者散处于直隶各州县”，而命“直隶总督通饬该州县，嗣后屯居汉军旗人一切户婚田土事件，俱归所隶州县一体管理”，并将其纳入保甲而“与民人一体编查”（《清仁宗实录》卷277，嘉庆十八年十月庚申）。
直隶与漠南蒙古、东北交接地区民族杂居地之管理。清中期以后，由于内地民众不断进入漠南蒙古及东北地区，直隶北部与这些地区交接地民族杂居，社会矛盾、治安问题都比较突出，因而清廷又不断增加这些地区基层绿营官兵尤其是捕盗营的设置，直隶总督又增加了统辖东北地区的30个兼辖营——“吉林捕盗五营、奉天捕盗二十五营”（光绪《大清会典事例》卷590《兵部·绿旗营制·直隶总督》），以加强这些地方的基层巡缉。与此同时，这方面的刑事案件也成为直隶总督增加的一项职掌，清廷规定，直隶边民与漠南蒙古人之间发生的刑事案件，初审后交直隶总督与热河都统或察哈尔都统复核（嘉庆《大清会典》卷53《理藩院·理刑清吏司》）。
皇帝出京时的沿途事务。皇帝带家眷百官出巡，皆由京城出发而经直隶，而去承德避暑山庄、围场秋狝，赴东陵、西陵谒陵祭祀，以及帝后殡葬东陵、西陵，则不出直隶境内。其道路、桥梁之整修，沿途官员之接驾、物品之供给等等，皆需直隶总督提前通知沿途州县预做准备。直隶总督对围场有保护之责，发现围场外开设店铺、垦种地亩者，须督饬属员驱逐（光绪《大清会典事例》卷709《兵部·行围·木兰行围二》）。
河务与漕运。清代治河本设有专职的河道总督、副总河，直隶也曾于雍正八年设河道总督，并曾设副总河，乾隆元年裁撤，以直隶总督兼管河务，乾隆十四年又裁河道总督，以直隶总督兼其职任。直隶地区不仅有运漕的北段大运河，还有对京西南、京南主要是顺天府一些州县经常造成水患的永定河，以及漳、卫、滦、大清河等河流。直隶总督之下有管河道、厅、汛、营等系统的河务官，负责河流的疏浚、防洪及开渠等水利工程，其中以永定河、运河的治理为重，伏秋汛至之时，直隶总督甚至驻永定河工地“动辄累月”（光绪《大清会典事例》卷901《工部·河工·河员职掌一》）。漕船入直隶境至运河北端的通州，水浅河段，需要安排附近州县卸分小船载运，称为“剥运”，同时还要查禁卸载剥运过程中对漕粮的偷盗、掺假行为。届时，直隶总督要督饬下属官员与漕粮押运官一同办理剥运，并派员协助随漕押运官催趱、稽查。
配合中央行政事务。京城某些开支，出自在直隶的官地、旗地之租银，如銮仪卫、兵部马馆等机构之经费，以及用于八旗兵丁赏恤银的八项旗租等，由直隶总督、布政使督饬有关州县征解（光绪《大清会典事例》卷687《兵部·邮政·驿费三》）。康熙、乾隆、嘉庆常去承德避暑并处理政务，直隶总督负责督饬驿站官员管理其事，若出现事故，要责令“直隶总督逐站挨查”（光绪《大清会典事例》卷626《兵部·绿营·处分例·驿递》）。京师八旗的某些事务，也由直隶协助，榷关、盐政事务也可归入此类，如乾隆三十三年后，山海关、张家口等七关税务曾由直隶总督兼管稽查（光绪《大清会典事例》卷237《户部·关税·考核一》），咸丰十年后，直隶总督又兼长芦盐政事务。
咸同以后，督抚尤其是总督之职权普遍扩增，总督中又以直隶总督为最，其比一般督抚增加的最重要的特殊职掌，就是同治九年以后例兼的北洋大臣，所办职事也超出其直隶辖区。同治九年，直隶总督李鸿章被授予北洋大臣职权，颁给其钦差大臣关防（印信），令其在天津设衙署办公，并允其所请，增设津海关道以“专管中外交涉各事件，及新钞两关税务”（光绪《畿辅通志》卷7《诏谕七》）。光绪元年，受命筹建海军。此后李鸿章购置并建造军舰，在辽宁之旅顺、山东之威海卫建军港。袁世凯任直隶总督后，又编练新式陆军——北洋六镇新军，成为清末颇具实力的军队。由于直隶总督兼北洋大臣而掌外交，因而与外国签订条约也是其重要职责。同治九年以后至清末，兼任北洋大臣的直隶总督负责办理洋务、外交，同时编练军队，成为清廷执掌重要国务的重臣，前有北洋海军、后有北洋陆军，以直隶一省之总督所发展的“北洋”军事，影响晚清乃至民国至巨至深，在此前的中国历史中也属罕见。