Organi Instituta su: Upravni odbor Instituta, Direktor Instituta i Naučno veće koje je stručni organ Instituta. Unutrašnja organizacija Instituta zasniva se na organizacionim delovima – centrima. IHTM danas u svom sastavu ima 6 centara, dva Centra izuzetnih vrednosti i jednu akreditovanu laboratoriju.
U okviru većih centara su prema oblastima istraživanja i užoj specijalizaciji definisane i uspostavljene istraživačke grupe i laboratorije, a dodatno su istraživači u okviru i između centara podeljeni i organizovani u manje fromalne i vremenski promenljive istraživačke grupe i projektne timove.
Istraživačkim grupama i laboratorijama formalno i neformalno rukovode iskusniji istraživači u višim naučnim zvanjima ili istraživači sa zapaženim rezultatima bilo iz domena fundamentalnih ili primenjenih istraživanja (usluge i komercijalizacija), dok projektne timove organizuju i vode trenutni rukovodioci projekata.
Centre vode istraživači-rukovodioci koje imenuje direktor.
Direktor Instituta i rukovodioci organizacionih delova Instituta neposredno rukovode realizacijom programa istraživanja Instituta, a rukovodioci projekata neposredno rukovode projektima na osnovu zaključenih ugovora o realizaciji i finansiranju projekata.
Pomoćnike direktora, članove kolegijuma, postavlja i imenuje direktor uzimajući u obzir mišljenje Naučnog veća.
Naučno veće čine istraživači u naučnim zvanjima koji se biraju neposrednim izjašnjavanjem istraživača u okviru centara kojima pripadaju, a broj članova i struktura veća su definisani relevantnim pravnim dokumentima Instituta. Na prvoj, konstitutivnoj sednici, se od izabranih članova imenuje predsednik koji rukovodi radom NV i njegov zamenik.
Naučni odbor, kao pomoćno telo, imenuje i postavlja NV, a čine ga istraživači u najvećem naučnom zvanju - naučni savetnik. Naučnim odborom rukovodi predsednik, dok su broj članova i struktura NO definisani relevantnim pravnim dokumentima Instituta.
Direktor rukovodi radom, finansijskim i pravnim poslovanjem Instituta i zastupa Institut i o tome izveštava Upravni odbor.
Imenovanje i postavljanje direktora Instituta i članova Upravnog odbora se sprovodi u skladu sa važećim statutom Instituta i pravnim propisima Republike Srbije.