מהמחלקה הראשונה – כימיה אורגנית – התפתח מכון ויצמן למדע וכעת הוא מכיל את כל תחומי מדעי הטבע והמדעים המדויקים. המחלקות, וקבוצות המחקר שבתוכן, נשמרות קטנות ככל האפשר בכוונה תחילה, כדי לעודד את המדענים לחצות את הגבולות, להשתתף במחקר בין-מחלקתי ולהוביל את הדרך ליצירת תחומי מחקר חדשים.
5 פקולטות, 18 מחלקות:
הפקולטה לביולוגיה
אימונולוגיה
ביולוגיה מולקולרית של התא
בקרה ביולוגית
נוירוביולוגיה
המחלקה למשאבים וטרינריים
הפקולטה לביוכימיה
גנטיקה מולקולרית
מדעים ביומולקולריים
מדעי הצמח והסביבה
תשתיות מחקר מדעי החיים
הפקולטה לכימיה
ביולוגיה מבנית
חומרים ופני שטח
פיסיקה כימית וביולוגית
כימיה אורגנית
מדעי כדור הארץ וכוכבי הלכת
המחלקה לתשתיות מחקר כימי
הפקולטה למתמטיקה ומדעי המחשב
מדעי המחשב ומתמטיקה שימושית
מתמטיקה
הפקולטה לפיסיקה
פיסיקה של חומר מעובה
פיסיקה של חלקיקים ואסטרופיסיקה
פיסיקה של מערכות מורכבות
תשתיות מחקר פיסיקה
המחלקה להוראת המדעים
5 בתי-ספר למחקר במדרשת פיינברג: בית-הספר למחקר במדעי הפיסיקה על-שם אנדרה דלורו, בית-הספר למחקר במדעי הכימיה על-שם סולו דואק ומאוריציו דואק, בית-הספר למחקר במדעי הביוכימיה על-שם לורי לוקיי, בית-הספר במדעי הביולוגיה על-שם אקארד, בית-הספר למחקר במתמטיקה ובמדעי המחקר על-שם מורוס.
280 מעבדות
90 מכונים ומרכזים במימון תורמים
3 מתקני תשתיות מחקר
המועצה המדעית של המכון כוללת את כל הפרופסורים, וכן מספר נציגים בעלי דרגות אקדמיות אחרות, ונציגי תלמידי המחקר.
מועצת הפרופסורים, הכוללת את כל הפרופסורים מן המניין, מוסרת המלצות לנשיא המכון ולמועצת המנהלים בכל הנוגע לציונים ולמינויים לדרגת חוקר בכיר ולדרגת עמית מחקר.
