北京大学上海微电子研究院的组织结构由多个专业机构构成，旨在推动微电子领域的前沿研究。研究院内部设有四个核心研究所：

纳米CMOS技术研究所，专注于纳米级芯片制造技术的研究与创新。

先进特殊器件技术和应用研究所，致力于探索和开发新型电子器件及其在实际应用中的解决方案。

电路设计自动化(EDA)技术研究所，专注于电路设计的自动化工具和方法，提升设计效率。

集成电路和系统技术研究所，聚焦于集成电路的设计、制造和系统集成，推动整个产业链的发展。

此外，研究院还拥有一个重要的公共支撑平台——国家软件与集成电路公共服务平台上海分中心，为行业提供共享资源和技术支持，促进产学研的一体化。

最后，研究院设有专门的培训中心，致力于人才培养，为微电子领域输送高素质的专业人才。