Dalam perkembangannya, semenjak berdiri secara resmi tahun 1978 BPPT mengalami perubahan organisasi yang mendasar pada tahun 2001.  Sebelum itu, sesuai dengan Kepres no. 25 tahun 1978,  BPPT terdiri dari enam Deputi yaitu Deputi Bidang Pengkajian Ilmu Dasar dan Terapan, Deputi Bidang Pengembangan Teknologi, Deputi Bidang Pengembangan Industri, Deputi Bidang Sumberdaya Alam, Deputi Bidang Analisa Sistem, dan Deputi Bidang Administrasi.

Setelah terbitnya Kepres no. 103 tahun 2001 hingga saat ini, BPPT memiliki 5(lima) Deputi Teknis dan satu Sekretaris Utama. Kelima Deputi Tersebut adalah Deputi Bidang Teknologi Agroindustri dan Bioteknologi, Deputi Bidang Pengkajian Kebijakan Teknologi, Deputi Bidang Teknologi Pengembangan Sumberdaya Alam, Deputi Bidang Teknologi Informasi Energi dan Material, dan Deputi Bidang Teknologi Industri Rancang Bangun dan Rekayasa.