根据中央机构编制委员会办公室《关于中国工程院机关增加内设机构和编制的批复》（中央编办复字〔2011〕25号）和《关于中国工程院机关内设机构调整的批复》（中央编办复字〔2011〕211号）精神，院机关内设机构及各部门的主要职能如下。
一局：下设教育处（综合处），咨询处，机械与运载工程学部办公室，化工、冶金与材料工程学部办公室，能源与矿业工程学部办公室。主要负责战略咨询、工程科技人才培养的综合协调、统筹规划；承担所联系学部院士队伍建设和思想库建设有关工作；承担所联系专门委员会秘书处工作。
二局：下设增选处（综合处），科学道德处，信息与电子工程学部办公室，环境与轻纺工程学部办公室，农业学部办公室。主要负责院士增选、科学道德、院士医疗保健的综合协调、统筹规划；承担所联系学部院士队伍建设和思想库建设有关工作；承担所联系专门委员会秘书处工作。
三局：下设科技合作处（综合处），学术与出版处，土木、水利与建筑工程学部办公室，医药卫生学部办公室，工程管理学部办公室。主要负责科技服务、学术与出版、院刊工作的综合协调、统筹规划；承担所联系学部院士队伍建设和思想库建设有关工作；承担所联系专门委员会秘书处工作。
国际合作局：下设综合处，一处，二处。负责拟定国际交流与合作的政策、规章制度和计划，组织双边、多边交流及国际学术会议，负责外籍院士工作。
中国工程院下设战略咨询中心，为隶属于中国工程院的司局级二级机构，主要职能是围绕工程科技服务经济社会科学发展，发展持续性、储备性、前瞻性战略研究，积极搜索现代智库国际合作交流和科学研究方法，承担跨领域的专业化咨询研究、项目管理、信息保障及人才培养等工作。