Zrzeszeni w korporacji uczonych członkowie PAN to trzysta pięćdziesiąt wybitnych badaczek i badaczy wyróżniających się szczególnym dorobkiem i autorytetem. Członkowie Akademii są wybierani przez Zgromadzenie Ogólne PAN spośród uczonych, którzy wyróżniają się szczególnym dorobkiem naukowym i autorytetem oraz posiadają nieposzlakowaną opinię. W skład Akademii wchodzą członkowie krajowi oraz członkowie zagraniczni. Członkostwo w PAN – podobnie jak ma to miejsce w przypadku wszystkich narodowych akademiach nauk w Europie – jest dożywotnie.
Od 2010 roku w strukturach PAN działa też Akademia Młodych Uczonych, która skupia utalentowane naukowczynie i naukowców młodego pokolenia.
Drugim filarem PAN jest sieć 68 instytutów naukowych, w których zatrudnionych jest ponad 9000 pracowników. To tu prowadzone są badania podstawowe, powstają wiedza, wynalazki i patenty, które zmieniają naszą rzeczywistość. Instytuty PAN wyróżniają się najwyższym w skali kraju odsetkiem kategorii A+ oraz A uzyskiwanych w ramach prowadzonej przez Ministerstwo Edukacji i Nauki ewaluacji działalności naukowej. Co więcej, ich zsumowany dorobek naukowy – gdyby został ujęty łącznie – pozwoliłby na uplasowanie się około setnego miejsca w rankingu szanghajskim, podczas gdy najlepsze polskie uniwersytety (dysponujące dużo liczniejszą kadrą naukową) zajmują miejsca około pięćsetnego.
Akademia jest także polskim liderem w globalnym rankingu Nature Index. Uwzględnia on m.in. liczbę i wartość artykułów opublikowanych w renomowanych czasopismach naukowych. PAN jest również najwyżej notowanym w kraju podmiotem uwzględnionym w międzynarodowym rankingu SCImago powstającym na podstawie dorobku uczonych, liczby zgłoszeń patentowych i cytowanych prac.
W ramach PAN funkcjonują także komitety naukowe (ponad 2000 demokratycznie wybranych przedstawicieli całego środowiska naukowego), komitety problemowe i zespoły doradcze. Ich rolą jest upowszechnianie nauki i dostarczanie najwyższej jakości ekspertyz na potrzeby organów władzy państwowej oraz rzetelnej debaty publicznej. Ważną częścią PAN są również stacje badawcze, biblioteki, archiwa, muzea, ogród botaniczny czy ośrodki konferencyjne.
Akademia i instytuty naukowe PAN mają swoje placówki nie tylko w Polsce, ale także w kilku europejskich stolicach, na pustyni Atacama, a nawet w pobliżu obu biegunów Ziemi.
Zapleczem umożliwiającym sprawne i niezależne od uwarunkowań politycznych funkcjonowanie tego organizmu jest Kancelaria Polskiej Akademii Nauk, a wybierany w konkursie kanclerz odpowiada m.in. za zarządzanie majątkiem Akademii.
