自然科学史研究所设有中国古代科技史研究室、中国近现代科技史研究室、世界科技史研究室、科技史综合研究室，以及综合人事处、科研处、财务资产处、党群监审处、图书馆、期刊编辑部和综合实验室等管理支撑部门。综合人事处包括政务、党务、人事、教育、离退休、安保、信息、物业等部分；科研处包括科研、学术、网络等部分。