주요 부서는 8개의 본부로 이루어져 있다. 

정책홍보관리본부의 주요업무는 업무처리절차의 개선, 부내 행정업무의 총괄, 민원, 제안 관련 제도의 개선, 입법계획의 수립/추진 총괄, 무역/산업/자원행정 관련 정보화기본계획의 수립, 시행이다. 

산업정책본부의 주요업무는 산업기술발전심의회의 운영, 산업기술기반 조성에 관한 법령/제도의 연구/개선, 산업기술기반구축사업, 기술료 제도, 산업별 인적자원개발협의체 활성화이다. 

기간제조산업본부의 주요업무는 부품/소재종합기술지원사업, 소재산업 발전대책 수립/추진, 섬유/생활용품산업 발전을 위한 정책기획, 일반기계산업 경쟁력 혁신전략 수립, 자동차산업 정책수립, 철강, 석유화학 및 비철금속산업의 경쟁력 강화 및 수급 원활화이다. 

미래생활산업본부의 주요업무는 반도체 소자/재료/제조장비산업의 발전을 위한 기본정책의 수립/추진, 바이오산업 육성정책 수립시행, 전자산업의 발전을 위한 기본정책의 수립추진, 로봇산업 기본정책 수립, 디자인기반기술, 선행디자인기술 등의 디자인 기술개발, 유통 물류산업 현황 파악이다. 

무역투자정책본부의 주요업무는 무역진흥확대회의 등 무역투자진흥행사의 지원, 중소기업 및 벤처기업의 수출진흥시책의 수립 및 추진, 기업의 해외시장개척활동의 지원, 수출입 관련 공고제도의 운영, 무역정보 기반의 구축에 관한 사항, 통상진흥에 관한 종합시책의 수립 및 시행, 해외투자 관련 국제분쟁의 해결에 관한 사항, 외국 투자환경의 종합/분석이다. 

에너지자원정책본부의 주요업무는 에너지자원 종합정책수립,국가에너지 기본계획 수립, 에너지이용 합리화 시책, 에너지이용합리화 기본계획수립, 에너지/자원기술개발사업 기본계획 수립, 에너지안전 기본정책 수립/운영, 방폐장 건설/운영 지원, 친환경 에너지정책의 수립·추진, 원전에 관한 업무의 종합/조정과 기본정책의 수립/추진이다. 

에너지산업본부의 주요업무는 석탄산업장기계획, 석유에 관한 기본정책의 입안/조정, 석유산업의 경쟁력 강화 및 구조개선에 관한 사항, 국내유가 모니터링에 관한 사항, 천연가스 및 액화석유가스에 관한 기본정책의 수립/시행, 가스산업의 경쟁력 강화 및 구조개선에 관한 사항, 전력수급기본계획 수립/추진이다. 

에너지자원개발본부의 주요업무는 국내외 에너지/자원개발 정책 수립, 정상 자원외교 후속조치 및 중장기 전략마련, 국내외 석유/가스 개발 정책 총괄, 해외 석유개발사업 관리 (신고수리 및 자금지원), 광물자원 개발 및 관리, 신재생에너지기본계획 수립이다. 

그 밖의 소속기관은 기술표준원, 승강기사고조사판정위원회, 마산자유무역지역관리원, 군산자유무역지역관리원, 광업등록 사무소, 4개의 광산보안사무소, 무역위원회, 전기위원회가 있다.