工研院以產業科技研發為核心，依據不同技術領域與產業需求，建構完整的研發與服務體系，聚焦電子光電、資訊通訊、機械系統、材料化工、綠能環境、生醫醫材、無人化創新等關鍵領域，深耕創新研發能量，累積人才、技術等專長與資源，為產業及未來市場需求提出解方，協助產業轉型升級。研發與營運單位包括：
- 電子與光電系統研究所
- 資訊與通訊研究所
- 機械與機電系統研究所
- 材料與化工研究所
- 綠能與環境研究所
- 生醫與醫材研究所
- 產業科技國際策略發展所
- 無人化創新科技研究所
- 量測技術發展中心
- 產業學院
- 南分院
- 產業服務中心
- 中分院
- 服務系統科技中心
- 智慧感測與系統科技中心
為提升管理效能，以企業化經營模式整合資源，設有服務單位，提供行政服務資源、資訊系統管理、財務會計運作、人資策略規劃、法務智權維護、研發企劃、業務開發及行銷推廣等營運支援。服務單位包括：
- 行政服務處
- 資訊服務處
- 會計與財務處
- 人力資源處
- 技術移轉與法律中心
- 企劃與研發處
- 業務發展處
- 行銷傳播處