До складу наукових структурних підрозділів входять наукові частини кафедр, факультетів, навчально-наукових інститутів (ННІ), науково-дослідні інститути (НДІ), науково-дослідні центри (НДЦ), науково-інженерні центри (НІЦ), конструкторські бюро (КБ) та інші наукові структури. Наукові структурні підрозділи діють за дорученням ректора університету та на основі положень, що їх затверджує ректор.
Науково-дослідні інститути
- Науково-дослідний інститут телекомунікацій (НДІ ТК)
- Науково-дослідний інститут електроніки та мікросистемної техніки (НДІ ЕМСТ)
- Науково-дослідний інститут інформаційних процесів (НДІ ІП)
- Науково-дослідний інститут автоматики та енергетики “Енергія” (НДІ Енергія)
- Науково-дослідний інститут автоматизації експериментальних досліджень (НДІ АЕД)
Науково-дослідні структури
- Національний центр ресурсоефективного та чистого виробництва
- Науково-дослідний центр систем технічного захисту інформації “Тезіс”
- Науково-дослідний центр “Ресурсозберігаючі технології”
- Науково-випробувальний центр “Надійність”
- Науково-навчальний центр “Наноелектроніка і нанотехнології”
- Науково-навчальний центр «Серцево-судинної інженерії»
- Навчально-науковий центр “Чиста вода”
- Навчально-науковий центр “Світовий центр даних з геінформатики та сталого розвитку”
- Навчально-науковий центр рентгеноструктурного аналізу “РІГАКУ”
- Науково-аналітичний центр критичних технологій навігаційного приладобудування
- Навчально-науковий центр інформаційно-комунікаційних технологій НЕТКРЕКЕР-НТУУ “КПІ”
- Науково-технічний центр екотехнологій та технологій енергозбереження “ЕКОТЕЗ”
- Навчально-науковий центр “Енергетика сталого розвитку”
- Орган з сертифікації метало- та деревообробного обладнання та продукції машинобудування
- Науково-дослідницький центр прикладної соціології “Соціоплюс”
- Молодіжний науково-технічний центр «Бізнес-інкубатор «Політеко».
Конструкторські бюро
- Конструкторське бюро інформаційних систем
- Конструкторське бюро “Шторм”
- Конструкторське бюро “Політехнік”