数研院由院务会总领导，下设院长办公室，主要分为管理支撑部门和科研实体部门。

管理支撑部门下设综合管理处、人力资源处、技术发展处、财务处、科研处。科研实体部门又以智能物端数据感知实验室、大数据创新平台研究中心、网络新媒体数据感知实验室作为基础支撑，助力三大发展板块：“科研为国分忧”板块下设大安全大数据研究中心、政府大数据研究中心、军民融合大数据研究中心、战略发展研究中心；“创新与民造福”板块下设科技情报大数研究中心、环保大数据研究中心、交通与物流大数据研究中心、健康大数据研究中心；“教育引领未来”板块下设大数据数育中心和科普教育中心。