依托法人单位任命的实验室主任全面负责实验室建设、管理、运行和科研等各项工作，并由实验室项目主管部门进行监管；成立了理事会、学术委员会、咨询委员会等常设组织，对实验室的学术工作进行评议和指导。

实验室按照功能平台和研究方向两层结构进行规划、建设、管理和运行。功能平台层次面向工程化成套服务，划分为共性技术研究平台、分析检测平台、应用技术开发平台、成果转化平台、创新服务平台等；研究方向层次面向世界科技前沿，坚持“有所为，有所不为”的原则，突出自身优势，面对国家重大需求设立研究方向。