L'Agence est placée sous l'autorité d'un directeur général nommé par décret.elle est actuellement dirigée par Emanuelle Prada-Bordenave.
Elle s'appuie sur une organisation territoriale, les six services de régulation et d'appui interrégionaux (SRA), cinq centres hospitaliers universitaires (CHU) et la Faculté de Nancy :
- SRA 7 (Ile-de-France / Centre / Les Antilles) : CHU de Bicêtre (Paris) ;
- SRA 6 (Ouest) : CHU de Rennes ;
- SRA 9 (Sud) : CHU de l'Hôtel-Dieu (Marseille) ;
- SRA 3 (Centre Est / La Réunion) : Home Lacassagne (Lyon) ;
- SRA 2 (Est) : Faculté de médecine de Nancy ;
- SRA 1 (Nord) : Hôpital Calmette (Lille).
En 2008, l’Agence a modifié l’organisation de ses services de régulation et d’appui interrégionaux (SRA) et national (SRAN) avec la mise en place, au 1er juillet, de la direction opérationnelle du prélèvement et de la greffe – organes–tissus, rattachée à la direction générale. Cette direction intègre les quatre SRA et le SRAN, ce dernier devenant le “pôle national de répartition des greffons”.
Les quatre SRA sont divisés en sept zones interrégionales de prélèvement et de répartition des greffons (ZIPR), découpage géographique destiné à assurer la continuité des prélèvements et des greffes sur l’ensemble du territoire national. Les SRA assurent la régulation, la répartition et l’attribution des greffons, 24 heures sur 24, à l’échelon interrégional et en étroite relation avec les équipes médico-chirurgicales de greffe. Parallèlement à cette mission opérationnelle, ils représentent l’Agence de la biomédecine au niveau local et interviennent en appui auprès des acteurs de santé en favorisant la mise en place de réseaux associant tous les établissements impliqués dans le prélèvement et la greffe et en développant l’information des personnels de santé et du public.
le 5 janvier 2010, est mise en opérationnalité la plateforme nationale de répartition des greffons , qui absorbera les missions d'attribution et de répartition des organes des SRA et SRAN ; composée de médecins et d'Infirmiers de répartition, 24h/24 ; située au siège de l'Agence de Biomédecine.