総務部は、職員の人事、給与、福利厚生並びに機関誌類の刊行、科学警察研究所の予算の取扱い、施設の維持管理等、職員が安心して業務に専念できるよう側面からの支援を行っている。

法科学第一部は、犯罪の捜査に関連する生物学、いわゆる法生物学分野の研究と鑑定を遂行しており、生物第一研究室（組織学）、生物第二研究室（形質人類学）、生物第三研究室（血清学）、生物第四研究室（分子生物学）、生物第五研究室（微生物学）の5研究室から構成されている。

法科学第二部は犯罪の捜査に関連する物理学及び工学、主に電気・電子・情報工学、機械工学、材料工学、反応化学、応用物理学などの研究及びこれらの技術を応用する鑑定・検査を行っており、物理研究室、火災研究室、爆発研究室及び機械研究室の4研究室からなっている。また、電気制御システム誤動作の事故原因解明のため先端工学研究プロジェクトチームを組んでいる。

法科学第三部は、犯罪の捜査に関連する法中毒学及び法化学分野の研究と鑑定を遂行しており、化学第一研究室（乱用薬物及びその他の薬物）、化学第二研究室（毒劇物、環境汚染物質）、化学第三研究室（微細物）、化学第四研究室（化学兵器用剤等有毒ガス）の4研究室から構成されている。

法科学第四部は、情報科学を基盤として、ポリグラフ検査、筆者識別、話者認識等の研究と鑑定・検査を行っており、情報科学第一研究室、情報科学第二研究室、情報科学第三研究室の三研究室で構成されている。

犯罪行動科学部は、心理学、社会学、精神医学などの行動科学の視点から犯罪者の行動や犯罪現象を究明するための研究及び実験を行っている。主な研究領域は、少年非行の要因や非行防止対策に関する研究、犯罪の防止対策の立案や評価に関する研究及び犯罪の捜査や犯罪者の心理に関する研究である。

交通事故、交通渋滞、交通公害などの道路交通問題の解消もしくは軽減を目指して、交通規制や交通信号などによる交通流の管理に関する研究、運転者の情報処理能力に関する研究、運転者や子供・高齢者等への交通安全教育、車両の運転特性、車両の安全性に関する研究のほか、交通事故に関する研究、解析を行っている。

科学警察研究所の重要事項について企画し、立案し、調整するとともに、重要な研究や実験を行い、政策的見地から総括指導を行っている。

附属鑑定所は、ガスクロマトクグラフ／質量分析装置をはじめとする種々の高性能の分析機器を活用して、犯罪現場に残された微量の資料から、犯罪の事実を科学的に立証する目的で、昭和46年に科学警察研究所の附属機関として設立された。これらの分析機器を使用して、新しい検査技術を開発するとともに、鑑定への応用を目指している。また、研究業務と並んで、拳銃の発射痕の鑑定、偽造コインの鑑定及び覚せい剤の微量不純物の鑑定を行っている。