278 sayılı Kuruluş Kanunu’nun 5798 sayılı Kanunla değişik 4. Maddesine göre 12 üye ile Başkandan oluşan Bilim Kurulu, Kurumun en üst karar organıdır. Kurum Başkanı Bilim Kurulunun da Başkanıdır.
Üye kompozisyonu ve Bilim Kurulu üyelerinin seçimi:
1) Bilim Kurulunun altı üyesinin, bilimsel ve teknolojik alanlarda eser, araştırma ve buluşlarıyla temayüz etmiş ve/veya araştırma ve teknoloji yönetimi konusunda yetkinliği olan, bilimsel ve teknolojik sistem, kurum ve birimleri başarı ile kurmuş ve/veya yönetmiş olması gerekir. Bu üyelerden beşi Bilim Kurulu tarafından belirlenen on, biri Yükseköğretim Kurulu Genel Kurulu tarafından belirlenen iki aday arasından Başbakan tarafından seçilir. 2) Bilim Kurulunun üç üyesi, Türkiye Bilimler Akademisinin asli üyeleri arasından, biri fen ve teknik bilimler alanından, biri sosyal ve beşeri bilimler alanından ve biri de sağlık bilimleri alanından olmak üzere, Bilim Kurulu tarafından belirlenen altı aday arasından Başbakan tarafından seçilir. 3) Bilim Kurulunun üç üyesinin, lisans öğreniminden sonra kamu kurum ve kuruluşlarında ve/veya özel sektörde en az on yıl deneyim sahibi olmuş, mesleğinde temayüz etmiş ve üstün nitelikli hizmetleriyle tanınmış olması gerekir. Bu üyelerden biri Bilim Kurulu tarafından belirlenen iki ve ikisi Türkiye Odalar ve Borsalar Birliği tarafından belirlenen dört aday arasından Başbakan tarafından seçilir.