O CSIC é unha Axencia Estatal coa consideración de Organismo Público de Investigación (OPI) da Administración Xeral do Estado con personalidade xurídica única que desenvolve a súa función a través dunha multiplicidade de estruturas organizativas carentes de personalidade xurídica propia. A súa actividade científica desenvólvese a través de dúas estruturas fundamentais: os institutos de investigación e os centros nacionais.
 
A execución das actividades de investigación do CSIC en Galicia ese realiza a través de institutos de investigación, propios ou mixtos, adscritos a tres áreas científico-técnicas desde o punto de vista administrativo (Sociedade, Vida e Materia) e organizados internamente en departamentos e grupos de investigación. O CSIC ten máis de 120 institutos de investigación. En Galicia son a Misión Biolóxica de Galicia (MBG, con sedes en Pontevedra e Santiago de Compostela), o Instituto de Estudos Galegos Padre Sarmiento, mixto coa Xunta de Galicia (IEGPS, Santiago de Compostela), o Instituto de Investigacións Mariñas (IIM, Vigo) e o Instituto de Ciencias do Patrimonio (Incipit, Santiago de Compostela). Ademais, desde a integración do Instituto Español de Oceanografía (IEO) no CSIC e a consecuente creación do Centro Nacional IEO en Galicia está tamén o Centro Oceanográfico de Vigo e o Centro Oceanográfico da Coruña.
 
En Vigo está a sede Atlántica da Unidade de Tecnoloxía Mariña (UTM, con sede principal en Barcelona), responsable da xestión, mantemento e mellora das instalacións e equipos relacionados coa actividade investigadora en buques oceanográficos e bases polares, dando soporte ás campañas en investigación. Desde esta sede préstase servizo ao Buque Oceanográfico (B/Ou) Sarmiento de Gamboa, cuxa base de operacións está no Porto de Vigo.
 
Unha das funcións do CSIC é a colaboración con outras institucións no fomento e a transferencia da ciencia e a tecnoloxía, así como a colaboración coas universidades nas actividades de investigación científica e desenvolvemento tecnolóxico. Neste contexto, enmárcase a figura de “Unidade Asociada ao CSIC”, das que en Galicia hai sete.
 
A presenza do CSIC en Galicia ten o seu reflexo tamén a través da súa participación no Centro de Supercomputación de Galicia (CESGA, Santiago de Compostela), entre cuxas actividades figura contribuír ao desenvolvemento e fortalecemento da capacidade competitiva das comunidades investigadoras galegas e do CSIC.