В Інституті з 2012 року функціонують 5 науково-дослідних відділів та 1 неструктурна лабораторія, що входять до складу відповідного відділу:

1. Відділ «Керування динамічними системами» – зав. відділу член-кореспондент НАН України д.т.н. Губарев В.Ф.
2. Відділ «Космічної плазми» – зав. відділу д.ф.-м.н. Черемних О.К.
3. Відділ «Космічних інформаційних систем та технологій» – зав. відділу д.т.н. Куссуль Н.М.
4. Відділ «Дистанційних методів та перспективних приладів» – зав. відділу д.т.н. Яценко В.О.
5. Відділ «Наук про мікрогравітацію» – зав. відділу член-кореспондент НАН України д.ф.-м.н. Федоров О.П.

Неструктурна лабораторія «Супутникових досліджень ближнього космосу» – зав. лаб. к.ф.-м.н. Лізунов Г.В.

Крім наукових підрозділів в Інституті існують науково-організаційний відділ, відділ бухгалтерського обліку і звітності, господарсько-експлуатаційний відділ.

Львівський центр ІКД НАН України та ДКА України (ЛЦ ІКД), створений на базі СКБ Фізико-механічного Інституту ім. Г.В.Карпенка НАН України, як науково-експериментальний центр ІКД з метою розробки, випробування та впровадження перспективних приладів для космічних досліджень.