商标侵权案件主要由市场监督管理部门负责查处。根据《中华人民共和国商标法》规定，县级以上市场监督管理部门有权对涉嫌商标侵权的行为进行调查处理。

在特殊情况下，公安机关也可能介入查处，尤其是涉及刑事犯罪的商标侵权案件（如假冒注册商标罪）。