Cтруктура Института включает 35 научно-исследовательских лабораторий. Восемь лабораторий объединены по направлению геология нефти и газа, пять — стратиграфия, палеонтология и седиментология, двенадцать — геофизика, две — геофизическое и геохимическое приборостроение, шесть — в три территориально обособленных подразделения (филиалы). Также в Институте работают лаборатория геодинамики и палеомагнетизма, Арктический центр с научно-исследовательской станцией «остров Самойловский» и Информационно-аналитический центр. В Институте и его филиалах функционируют аппараты управления, научно-вспомогательные подразделения, производственно-технические службы.
Основная структура Института утверждена Ученым советом 14.04.2006 г., протокол № 5, с изменениями: 27.04.2007 г., протокол № 5; 15.10.2007 г., протокол № 9; 20.03.2008 г., протокол № 3; 20.06.2008 г., протокол № 7; 12.08.2008 г., протокол № 9; 22.04.2009 г., протокол № 4; 29.03.2010, протокол № 5; 6.08.2010, протокол № 10; 9.09.11, протокол № 13; 29.06.2012, протокол № 8; 29.10.2012, протокол № 10; 24.12.2012, протокол № 14; 28.02.2013, протокол № 3; 27.12.2013, протокол № 17.