新疆碳捕集、利用與封存重點實驗室下設二氧化碳低能耗低成本捕集研究中心、二氧化碳超臨界管輸與保障研究中心、二氧化碳提高采收率高效利用研究中心、二氧化碳地質(zhì)封存與井筒完整性研究中心4個研究機構，以及辦公室（管理機構）和分析測試中心（儀器設備共享平臺）。

實驗室實行管理委員會領導下、學術委員會指導下的主任負責制。管理委員會由克拉瑪依校區(qū)、新疆油田公司相關領導和專家組成，負責決策、解決實驗室建設中遇到的重大事項，加大人才引進、流動、建設方面的力度和時效性，切實保障實驗室的建設進度和效果。學術委員會由行業(yè)專家和學者組成，負責審議重點實驗室的發(fā)展目標，研究方向、重大學術活動、年度工作等。辦公室和分析測試中心負責研究室組織協(xié)調(diào)、人才引育、成果轉(zhuǎn)化、交流合作、設備共享等。