Le CTSA est placé sous les ordres d'un officier appartenant au corps militaire des médecins des armées ayant au moins le grade de médecin en chef. Il est nommé par le ministre de la défense, après agrément délivré par le président de l'Agence française du sang. Cet officier porte le titre de directeur du CTSA.
   Il relève du directeur central du service de santé des armées, devant lequel il est directement responsable de l'application des règles de la transfusion sanguine au service de santé des armées ; il exerce son autorité sur l'organisation, le fonctionnement et l'administration du CTSA et des ATS, en concertation étroite pour ces dernières avec le médecin-chef de l'hôpital des armées où elles sont implantées.
   En matière de gestion des matériels, le directeur du CTSA a les compétences d'un ordonnateur-répartiteur au sens du décret n° 90-144 du 14 février 1990 relatif à la comptabilité des matériels de la défense.
   Dans le domaine financier, il administre les crédits qui lui sont délégués par l'ordonnateur secondaire du centre de mandatement auquel il est rattaché :
   - crédits d'équipement, d'approvisionnement et de fonctionnement du CTSA ;
   - crédits d'équipement et d'approvisionnement pour les ATS.
   Le CTSA dispose d'un budget de gestion ainsi que de moyens en personnel et en matériels mis en place par la direction centrale du service de santé des armées.