L'organisation et le fonctionnement de l'INSTM sont fixés par le décret n° 98-2409 du 30 novembre 1998. L'INSTM dispose d'un conseil d'administration, d'un conseil scientifique, d'un directeur général et d'un secrétaire général. L'INSTM a le statut actuel d'un établissement public à caractère administratif, et il est sous la tutelle de l'Institution de la Recherche et de l'Enseignement Supérieur Agricole Ministère de l'Agriculture, des Ressources Hydrauliques et de la Pêche.
Sur le plan scientifique, l'INSTM est organisé en :
1 conseil administratif
1 conseil scientifique
5 laboratoires
- Laboratoire des Ressources Vivantes Marines.
- Laboratoire d'Aquaculture.
- Laboratoire du Milieu Marin.
- Laboratoire de Biodiversité et de Biotechnologies marines.
- Laboratoire Biotechnologie Bleu et Bioproduits Acquatiques.
Et 7 Unités spécialisées
- Unité spécialisée dans l'information et la documentation scientifique.
- Unité spécialisée dans la promotion de la culture scientifique et la préservation du patrimoine.
- Unité spécialisée dans la gestion des unités navales .
- Unité spécialisée dans les relations avec les organismes socio-économiques et culturels pour le nord ayant pour siège le centre côtier de La Goulette.
- Unité spécialisée dans les relations avec les organismes socio-économiques et culturels pour le centre ayant pour siège le centre côtier de Monastir.
- Unité spécialisée dans les relations avec les organismes socio-économiques et culturels pour le sud ayant pour siège le centre côtier de Sfax.
- Unité spécialisée dans le transfert et la promotion technologique.