海南省水產研究所自組建以來，始終堅持做好優化、健全本所的內部組織及機構建設工作。目前已設立辦公室、科研管理科、捕撈資源加工研究室、海水養殖研究室、淡水養殖研究室、熱帶水產良種場、熱帶海水養殖技術重點實驗室7個內設機構。在熱帶水產良種場中設立對蝦繁育組、池塘育苗與養殖組、水產科技110服務站、辦公室、市場營銷部等開發和運營管理機構。
辦公室主要負責行政事務、人事文字檔案管理，黨務、群工、老幹部工作，財務計劃和管理、基建基本建設項目計劃和管理，工資和國有資產管理，統計；協調各科、室、場工作，督辦有關工作等。
科研管理科主要負責科研計劃及組織實施，儀器設備登記管理，科普、科技信息和網絡，科技刊物，科研成果和知識產權管理，國內外科技交流合作，組織漁業規劃編制行業標準制訂；承擔農業部“漁業行業職業技能鑒定站”職能等。
捕撈資源加工研究室主要負責海洋、淡水漁業資源調查與評價，漁業資源增殖、人工漁礁，海洋捕撈和遠洋漁業，漁具漁法、助漁助航和通訊設備研究與應用，水產品綜合加工、安全管理等技術研究，水產品質量安全監控等。
海水養殖研究室主要負責海水養殖新模式、新品種、新設施、新技術研究開發，海水養殖環境容量、水產動物營養與飼料研究，海水養殖病害疾病監測和防治等。
淡水養殖研究室主要負責淡水養殖新模式、新品種、新設施、新技術研究開發，淡水養殖環境容量研究，淡水養殖病害疾病監測和防治等。
海水水產良種場主要承擔“國家級南美白對蝦遺傳育種中心”、“國家級海水良種場”、“國家對蝦育苗星火產業帶”辦公室和“水產科技110服務站”等職能，水產良種引進、保種和育種技術研究開發，協助制訂省級水產種苗管理條例、有關品種種質標準，轉化科研成果，技術示範、推廣、咨詢，漁用物資供應等；為本所有關科研項目實施提供條件。
熱帶海水養殖技術重點實驗室主要承擔“海南省熱帶海水養殖技術重點實驗室”、“ 海南省熱帶海水養殖技術工程技術研究中心”、農業部“漁業環境汙染事故調查站”等職能，熱帶海水養殖技術基礎研究和應用研究，水產養殖病害檢測防控，漁業環境監測保護，水產生物制劑和疫苗研制等；為相關科研項目提供測試條件。