이사회, 원장에 소속되어 있는 감사청렴부, 제조장비연구소(첨단생산장비연구부소속:초정밀장비연구실, 광응용장비연구실, 로봇메카트로닉스연구실, 3D프린팅장비연구실. 나노융합장비연구부소속:나노공정장비연구실, 나노역학장비연구실,인쇄전자연구실,자연모사응용연구실.), 부원장(에너지기계연구본부소속: 에너지변환기계연구실, 열시스템연구실, 플랜트융합연구실, LNG, 극저온기계기술시험인증센터. 환경시스템연구본부소속:환경기계연구실, 청정연료발전연구실, 그린동력연구실, 플라즈마연구실. 기계시스템안전연구본부소속: 시스템다이나믹스연구실, 스마트산업기계연구실, 인공지능기계연구실, 신뢰성평가연구실. 대구융합기술연구센터소속: 의료기계연구실, 의료지원로봇연구실. 부산기계기술연구센터소속: 레이저기술산업화연구단, 자동차부품산업화연구단, 원전기기검증연구단. 전략조정본부소속: 기계기술정책센터, 연구운영실, 기술사업화실, 기업지원실. 기획본부소속: 기획예산실, 대외협력실, 정보전산실, 지역조직지원실. 행정본부소속: 인력개발실, 총무복지실, 구매자산실, 안전시설실, 재무실)과 그외 운영체조직(미래그린기술R&D센터, 국방기술연구개발센터, 혁신로봇센터)