协同中心设理事会、学术委员会、若干研究部(每个研究部下设若干个研究团队)和行政综合部。协同中心设碳资源优化利用、化学储能与转化、太阳能转化化学三个主攻方向研究部，和开展前瞻性、非共识性探索和跨学科交叉研究的X-研究部，以及合成制备、理论模拟和仪器方法三个学术支撑研究部。行政综合部下设信息资源、人力资源、行政服务和公共技术四个办公室。

实行理事会领导和国际化学术委员会指导下的中心主任负责制。

理事会是协同中心最高决策机构，由教育、科技或管理方面有较高威望和造诣的专家组成。每届任期四年，届满可连任。

学术委员会是中心的学术咨询、评价机构，由学术造诣深厚、公道正派，在国内外学术界享有良好声誉的科学家组成。每届任期四年，届满可连任。

中心主任接受理事会的领导和学术委员会的建议，全面负责协同中心的运行，由具有国际声望和影响力的战略科学家担任。任期四年，任职不超过两任。

研究部是协同中心具体研究工作的组织实施机构。研究方向由学术委员会制定并经理事会批准。

行政综合部是协同中心行政事务日常管理机构。受中心主任领导，向中心主任负责。