Le attività del CNR si articolano in macro-aree di ricerca scientifica e tecnologica. I Dipartimenti sono le unità organizzative delle macro aree, con compiti di programmazione, coordinamento e vigilanza.
Nel mese di marzo del 2012 il Consiglio di amministrazione ha modificato gli articoli 55 e 56 del Regolamento di organizzazione e funzionamento del CNR stabilendo che le attività dell'Ente siano organizzate nei seguenti Dipartimenti: Scienze biomediche; Scienze fisiche e tecnologie della materia; Scienze del sistema Terra e tecnologie per l'ambiente; Scienze chimiche e tecnologie dei materiali; Ingegneria, ICT e tecnologie per l'energia e i trasporti; Scienze bio-agroalimentari; Scienze umane e sociali, patrimonio culturale.
Con Provvedimento del 4 aprile 2012, il presidente del Consiglio Nazionale delle Ricerche ha soppresso i Dipartimenti istituiti con delibera n. 108 del 27 luglio 2005, e cioè Terra e ambiente, Energia e trasporti, Agroalimentare, Medicina, Scienza della vita, Progettazione molecolare, Materiali e dispositivi, Sistemi di produzione, Tecnologia dell'informazione e delle comunicazioni, Identità culturale e Patrimonio culturale.
Per ogni nuovo Dipartimento è stato nominato un Comitato ordinatore rappresentativo delle maggiori aree tematiche esistenti all'interno dei singoli Dipartimenti, composto da tre esperti, di cui uno con funzioni di coordinatore.
Le afferenze degli Istituti ai Dipartimenti sono individuate in via provvisoria. In attesa di definire tali afferenze, si possono temporaneamente indicare le seguenti rispondenze tra la vecchia e la nuova organizzazione dipartimentale.
| Vecchi Dipartimenti | Nuovi dipartimenti |
| Terra e Ambiente | Scienze del sistema Terra e tecnologie per l'ambiente |
| Agroalimentare | Scienze bio-agroalimentari |
| Medicina | Scienze biomediche |
| Scienze della Vita |
| Progettazione Molecolare | Scienze chimiche e tecnologie dei materiali |
| Materiali e Dispositivi | Scienze fisiche e tecnologie della materia |
| Sistemi di Produzione | Ingegneria, ICT e tecnologie per l'energia e i trasporti |
| ICT |
| Energia e Trasporti |
| Identità Culturale | Scienze umane e sociali, patrimonio culturale
| | Patrimonio Culturale |
- Terra
e Ambiente
Dott. Enrico Brugnoli - Direttore f.f.
Piazzale Aldo Moro, 7 - 00185 Roma RM
- Energia
e Trasporti
Dott. Gaetano Cacciola- Direttore f.f.
Piazzale Aldo Moro, 7 - 00185 Roma RM
- Agroalimentare
Dott. Domenico Pignone - Direttore f.f.
Via dei Taurini, 19 - 00185 Roma RM
- Medicina
Prof. Gianluigi Condorelli - Direttore f.f.
Piazzale Aldo Moro, 7 - 00185 Roma RM
- Scienze
della Vita
Dott. Giuseppe Martini - Direttore
Piazzale Aldo Moro, 7 - 00185 Roma RM
- Identità
Culturale
Prof. Cesare Mirabelli - Direttore f.f.
Piazzale Aldo Moro, 7 - 00185 Roma RM
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