L'institut està presidit pel professor Rolf Tarrach; en regentarà la vicepresidència Jaume Giró, de la Fundació la Caixa, i estarà dirigit per Montserrat Vendrell, l’anterior directora del Parc Científic de Barcelona i de Biocat.
El centre està constituït per sis centres de recerca d’excel·lència: el Centre de Regulació Genòmica (CRG), l’Institut Català d’Investigació Química (ICIQ), l’Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), l’Institut de Ciències Fotòniques (ICFO), l’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) i el Consorci Institut de Física d’Altes Energies (IFAE). Tots aquests centres, que reben el suport de la Generalitat de Catalunya, són centres CERCA, i tots ells han obtingut l’acreditació com a Centre d’Excel·lència Severo Ochoa del Ministeri d’Economia i Competitivitat, que distingeix els centres que realitzen i executen investigació bàsica de frontera i que estan entre els millors del món en les seves àrees respectives, amb un important impacte i lideratge científic internacional.
Cadascun d’aquests centres de recerca mantindrà l’activitat pròpia, alhora que avancen en un projecte científic comú que en multipliqui el potencial individual.
A més, l’institut compta també amb el suport de cinc grans fundacions: la Fundació Privada Cellex, la Fundació “La Caixa”, la Fundació Catalunya-La Pedrera, la Fundació Banc Sabadell i la Fundació d’Empresaris Femcat.