L'INSERM est dirigé par un président-directeur général entouré de deux instances scientifiques, le conseil scientifique et les commissions scientifiques spécialisées, et d'une instance administrative, le conseil d'administration. L'actuel président-directeur général de l'INSERM est André Syrota.
L'Inserm est structuré en unités de recherche de tailles variées. En 2009, l'Inserm est constitué de 318 unités et 58 instituts fédératifs de recherche, le plus souvent insérées au sein d'UFR de médecine, d'hôpitaux, et d'universités (pour 85% d'entre elles). Certaines unités sont mixtes dans leur rattachement et leur financement, c’est-à-dire labellisées également en tant qu'unités CNRS ou département universitaires.
Le personnel est réparti en deux corps distincts : les chercheurs (directeurs et chargés de recherches) d'une part ; les ingénieurs et techniciens (ingénieurs de recherches, ingénieurs d'études, assistants ingénieurs et techniciens) d'autre part. En 2008, 8269 personnes travaillent au sein de structures dépendantes ou associées à l'Inserm, dont environ 5000 titulaires de l'institut, réparties comme suit :
- Chercheurs : 2173 titulaires et 888 contractuels (ratio H/F : 51,73 / 48,27)
- ITA : 2828 titulaires et 1237 contractuels (ratio H/F : 29,46 / 70,54)
- Vacataires : 1143
À ces personnes s'ajoutent environ 3000 hospitalo-universitaires et 1450 chercheurs étrangers qui sont associés à l'INSERM et l'ensemble des étudiants en thèse et les chercheurs post-doctoraux.
Pour 2007, son budget primitif est de 612 millions d’euros (557 millions en 2006) répartis à 83% pour les activités de recherches des unités. À titre indicatif son équivalent américain, les National Institutes of Health ont un budget de 27 milliards de dollars.
En 2009 le budget primitif de l'Inserm s'élevait à 715,012 millions d'euros. Pour 2010 le budget primitif (voté au conseil d'administration du 3 décembre 2009) était de 742 586 977 euros, puis il fut modifié (conseil d'administration du 25 mars 2010) pour atteindre 858 523 336,52 euros.