國家重點實驗室暫設6個分部，未來根據需要可拓展分部和分中心。分部下設若幹研究項目組，實行責任專家負責制。根據理事會確定的任務目標，由責任專家負責聯合優勢單位進行單項技術細分，將研發任務分解為單獨的模塊，選擇獨立對象承擔，通過資源的有效整合和互補完成重大技術突破。
1、基礎材料技術研究部
側重於200 lm/W中長期技術基礎理論研究與新型白光技術路線探索，主要研究內容包括GaN同質襯底外延技術，深紫外LED制備技術，無熒光粉LED外延技術等。
2、核心關鍵器件研究部
側重於核心關鍵器件***性技術集成創新研究，主要研究內容包括大尺寸150 lm/W大功率高亮度LED外延、芯片制備技術、大尺寸襯底制備，功率型封裝及模組技術。
3、***性應用技術及系統研究部
側重於解決產業急需的光、電、熱、機械、軟件、智能化控制系統等***性關鍵技術，開發低成本、高可靠系統集成技術及標準化、規格化應用產品，開發智能化照明控制系統。
4、創新照明應用技術研究部
側重於解決半導體照明在農業、疾病治療、光互聯網絡、航空、航天等跨學科、跨領域的創新應用技術研究，開展新的照明基礎理論研究及建立標準體系。
5、知識產權運用及戰略研究部
側重於半導體照明知識產權運用及戰略研究工作，主要研究內容包括產業發展動態監測、政策法規研究，持續的專利戰略研究及建立專利預警機制，建立專利池和加強專利的成果轉化。
6、綜合與運行管理部
負責實驗室相關項目管理、財務、人事、行政等公***事務管理與服務，包括實驗室財務獨立核算管理，編制年度財務預算，實驗室組織機構、崗位的設置和調整，人事制度的建立、完善，人才的招聘、選拔及引進工作，人員聘用的相關管理工作，行政及公***事務的管理和服務工作。建立實驗室內部質量管理體系及相關質量管理制度；負責對部門體系運行的有效性實時進行監控；全面負責質量管理體系的制定和管理,組織實施質量管理體系的審核和認證工作。