中心實行國家原子能機構及依托單位領導下的中心主任負責制。中心設主任1名，全面負責重點實驗室的建設、管理、科研、人才等各項工作。設副主任2名，分工負責中心行政、科研等各項工作。

　　中心實行主任辦公會和中心辦公會制度。中心主任辦公會議由中心主任、副主任參加，討論決定中心的重大事項；中心辦公會議由中心主任以及下設各專業(yè)實驗室負責人、管理部門負責人參加，討論有關事項，貫徹落實中心布置的工作。 

　　中心設立技術委員會，由同領域的資深專家、學者組成，外單位的專家不少于總人數的三分之一。技術委員會委員由中心正式聘任，技術委員會會議每年至少召開一次，技術委員會人選名單及正、副主任由中心主任辦公會推薦，經技術委員會會議選舉產生。技術委員會負責審議中心研究方向，審定研究課題，協(xié)調開放事宜，對科技成果進行咨詢評估，對重大項目進行可行性論證。 

　　中心設立辦公室，并根據工作需要設立其他管理部門。辦公室主要負責組織召開主任辦公會、技術委員會會議等重大會議，并負責會議紀要起草、會議議定事項督辦落實；負責向上級單位匯報，并做好日常與上級單位及其他單位溝通對接；負責協(xié)調兩個分中心科研項目管理、日常科研經費管理等。 

　　中心下設探測技術實驗室、核電子學實驗室、核儀器儀表實驗室、算法與軟件實驗室、工程化實驗室（濟南）、核技術應用實驗室（惠州）等專業(yè)實驗室。各專業(yè)實驗室負責人、管理部門負責人負責各部門科研、管理工作及布置中心各項工作。