Podstawową jednostką naukową Akademii jest instytut. Obecnie działa ich 69. Prowadzą badania naukowe i prace rozwojowe, a także aktywną działalność wydawniczą i popularyzatorską.

Kształcą doktorantów, zarówno w ramach studiów doktoranckich, jak i szkół doktorskich. Mają uprawnienia do nadawania stopni naukowych doktora i doktora habilitowanego. Prowadzą szeroką współpracę z polskimi i zagranicznymi instytucjami naukowymi, w tym uczelniami.

Każdy z instytutów naukowych PAN posiada osobowość prawną.