De KNAW is zowel genootschap van excellente wetenschappers als institutenorganisatie. Het bestuur van de KNAW stelt de hoofdlijnen van het beleid en de begroting vast. De dagelijkse leiding is in handen van de algemeen directeur. De directeur instituten draagt zorg voor het beleid van de institutenorganisatie.

Bestuur

Het bestuur van de Akademie bestaat uit de president en de bestuursleden van de Afdeling Letterkunde en de Afdeling Natuurkunde. 

President

De president is voorzitter van het bestuur. Hij wordt benoemd voor een periode van vier jaar met de mogelijkheid van herbenoeming voor maximaal vier jaar

Wetenschappelijk genootschap

Het genootschap bestaat uit twee afdelingen: de Afdeling Letterkunde en de Afdeling Natuurkunde. Beide afdelingen hebben een bestuur. De verenigde vergadering van beide afdelingen komt in beginsel eens per jaar bijeen. Zij benoemt uit haar midden een bestuur en stelt de reglementen vast.

Afdeling Letterkunde

Deze afdeling omvat de geesteswetenschappen, rechtswetenschappen, gedragswetenschappen en maatschappijwetenschappen.

Afdeling Natuurkunde

Deze afdeling bestrijkt de wetenschapsgebieden wiskunde, natuurwetenschappen, levenswetenschappen en technische wetenschappen.

Directie

De directie bestaat uit de algemeen directeur en de directeur instituten. De algemeen directeur is verantwoordelijk voor de dagelijkse leiding van de KNAW-organisatie. Binnen de directie is de directeur instituten de eerstverantwoordelijke voor de institutenorganisatie die bestaat uit zeventien onderzoekinstituten. 

Stafbureau

Het stafbureau ondersteunt de directie bij de uitvoering van haar taken. 

De Jonge Akademie

De Jonge Akademie is een platform van vijftig jonge wetenschappers (25-45 jaar) die internatonaal tot de top van hun vakgebied behoren. Zij organiseert activiteiten op het gebied van interdisciplinariteit, wetenschapsbeleid en wetenschap en maatschappij. De KNAW faciliteert De Jonge Akademie, maar zij opereert onafhankelijk.