Outre le président de l'agence, le conseil d'administration comprend dix-neuf membres : 
1° Six représentants de l'Etat : 
a) Deux représentants du ministre chargé de la recherche ; 
b) Un représentant du ministre chargé de l'enseignement supérieur ; 
c) Deux représentants du ministre chargé de l'industrie ; 
d) Un représentant du ministre chargé du budget ; 
2° Six personnalités qualifiées représentant les grands domaines scientifiques, dont au moins une issue de la conférence des chefs d'établissements de l'enseignement supérieur mentionnée à l'article L. 233-1 du code de l'éducation ; 
3° Quatre personnalités qualifiées du monde socio-économique choisies en raison de leurs compétences dans le domaine de la recherche et du développement technologique ; 
4° Le vice-président du Conseil stratégique de la recherche mentionné à l'article 3 du décret n° 2013-943 du 21 octobre 2013 ; 
5° Deux représentants des personnels élus, ainsi que leurs suppléants, pour une durée de trois ans, par les personnels de l'agence, selon des modalités fixées par arrêté du ministre chargé de la recherche. 
Les membres du conseil d'administration sont nommés pour trois ans par arrêté du ministre chargé de la recherche. Un suppléant est désigné dans les mêmes conditions pour chacun des membres mentionnés au 1° et au 2°. L'écart entre le nombre total des administrateurs de chaque sexe mentionnés au 2° et au 3° ne peut être supérieur à deux. 
Les administrateurs mentionnés aux 2°, 3° et 5° ne peuvent exercer plus de deux mandats consécutifs. En cas de vacance par décès, démission ou pour toute autre cause que ce soit, de l'un des membres du conseil d'administration, il est pourvu à son remplacement pour la durée restant à courir de son mandat.