季华实验室实行理事会领导下的主任负责制。科技部原副部长曹健林担任理事长和主任。
理事会下设有学术委员会、知识产权委员会，作为理事会的咨询机构。
主任办公会管理实验室各部门的日常运营，实验室的业务板块主要包括战略研究、科学研究、工程技术研发、公共支撑、管理服务以及企业孵化等。
学术委员会成员由相关技术领域国内外科学家和知名专家组成，对实验室学科布局、主要研究方向提出建议，对重大学术前沿和关键技术识别提供判断咨询，对重大学术活动提供咨询和指导。
知识产权委员会成员由技术、法律和知识产权专家组成，对实验室知识产权创造、运营和保护提出意见和建议。