NTNU består av åtte fakulteter med til sammen 55 institutter, i tillegg til andre enheter, som NTNU Vitenskapsmuseet og NTNU Universitetsbiblioteket. Det finnes et eget NTNU-kontor i Brussel (etablert sammen med Universitetet i Bergen og SINTEF), og i august 2019 åpnet NTNU et eget kontor for studiesamlinger i forbindelse med etter- og videreutdanning i Oslo.