全重实验室领导层由实验室党组织、理事会和主任委员会组成，指导顾问层由学术委员会和技术合作咨询委员会组成。全重实验室人事、财务等由依托单位二级单位实体化独立运行。

党组织由依托单位二级单位党总支或党支部组成，全重实验室设立各依托单位党组织负责人，由各依托单位任命，联合开展党建活动。

理事会由全重实验室的依托单位组建，是全重实验室的最高决策机构，设立理事长1名，副理事长2名，理事若干名，成员由各依托单位推荐出任。理事会下设秘书处作为日常办事机构，设秘书1人。理事会每届任期5年，届满后可以连任。各理事单位的理事因工作调动或其他原因不再担任时，该理事职位由原单位重新推荐人员担任。

全重实验室设主任1名，副主任3名，主任助理3名，组成全重实验室主任委员会，由全重实验室理事会聘任，其中主任人选向主管部门报备。全重实验室实行主任负责制。

主任委员会下设主任办公室，设立主任1名，副主任2名，秘书3名，人员由全重实验室主任委员会任命。

学术委员会是全重实验室的学术指导机构，设立主任1名，副主任4名，委员若干名，秘书1名，人员由全重实验室聘任。学术委员会主任、副主任应报送主管部门备案。学术委员会每届任期5 年，届满后可以连任，每次换届应更换三分之以上。

技术合作咨询委员会是全重实验室的咨询机构，设立主任1名，副主任2-3名，委员若干名，秘书1名，人员由全重实验室聘任。委员会每届任期5年，届满后可以连任。