實驗室實行理事會領導和學術咨詢委員會指導的主任負責制，通過理事會、主任辦公會、室務委員會三級決策開展日常工作。實驗室建立“矩陣型”的組織架構，即從日常管理職能和科學研究項目兩個維度建立實驗室的組織架構。一是從日常管理職能維度，建立科研和知識產權部、人力資源部、資產財務部、綜合部、測試中心等五個部門。二是從科學研究項目維度，依托實驗室的五個創新中心，若干個方向實驗室，以PI為核心，通過整合內部和外部科研力量，組建PI科研團隊。