动物研究所是一个科研建制完整、结构较合理的综合性研究所，按其主要研究方向分别设有器官再生与智造全国重点实验室、动物多样性保护与有害动物防控全国重点实验室两个全国重点实验室，交叉科学中心，国家干细胞资源库和国家动物标本资源库两个国家科技资源共享服务平台。所内设有动物研究所学术委员会和学位评定委员会。中国昆虫学会、中国动物学会、国际动物学会、《中国动物志》编辑委员会和中华人民共和国濒危物种科学委员会也挂靠在动物研究所。

动物研究所的管理部门包括综合事务处、党群工作处、科研与战略规划处、人力资源处、财务管理处、研究生处、设施管理处、条件保障处、成果转移转化办公室。

动物研究所的支撑系统提供科研活动的各种辅助服务和后勤保障，包括科研平台中心、科学数据中心、学会期刊与文献中心（含中国动物学会办公室、中国昆虫学会办公室、国际动物学会秘书处、中华人民共和国濒危物种科学委员会办公室、《中国动物志》办公室、《Insect Science》编辑部、 《Integrative Zoology》编辑部、《动物学报》编辑部、《昆虫学报》编辑部、《动物分类学报》编辑部、《动物学杂志》编辑部、《昆虫知识》编辑部）和国家动物博物馆等。