实验室实行理事会领导下的实验室主任负责制，设立专家委员会和技术委员会。针对汽油车、柴油车、新能源汽车和船用柴油机的低碳与污染排放协同控制形成三条纵向的研发平台，贯穿这三条技术主线，建设横向的“应用示范和测试评价”和“成果转化和创新服务”平台，构建三纵两横的总体布局。为了支撑服务“三纵+两横”五个平台的运行，集中建设十个关键技术开发实验室，并针对一些相对独立且关键的技术领域设立若干技术中心。