สำนักงานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีชั้นสูง ประกอบด้วย 5 หน่วยงาน คือ
สำนักงานเลขานุการมีอำนาจหน้าที่เป็นหน่วยงานกลางของสำนักงานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีชั้นสูง เพื่อสนับสนุนงานของสำนักงานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีชั้นสูง ให้มีประสิทธิภาพและประสิทธิผล และให้บริการพื้นที่สำนักงานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีชั้นสูง และได้แบ่งหน่วยงานภายใน ออกเป็น 2 งาน ดังนี้ 1.1 งานบริหารสำนักงาน มีอำนาจหน้าที่ ดำเนินการด้านงานสารบรรณ ด้านงานประชาสัมพันธ์ด้านงานบุคลากร ด้านงานการเงินบัญชีและพัสดุ และด้านงานอาคารสถานที่ โดยรับผิดชอบงานรับส่งหนังสือ งานระเบียบสารบรรณ ดำเนินการในการจัดประชุมต่าง ๆ ดูแลการเบิกจ่ายวัสดุครุภัณฑ์สำนักงาน วางแผนและดำเนินการประชาสัมพันธ์ดูแลระบบสารสนเทศ และโสตทัศนูปกรณ์ ดำเนินการสรรหาและพัฒนาบุคคล ดำเนินการด้านสวัสดิการและสิทธิประโยชน์ต่างๆ การขอกำหนดตำแหน่งสูงขึ้น การประเมินทดลองปฏิบัติหน้าที่และการต่อสัญญาจ้างบุคลากร การจัดทำทะเบียนประวัติบุคลากร ดำเนินการเบิกจ่ายงบประมาณ สรุปรายรับรายจ่าย งบประมาณ จัดทำบัญชีเงินสดรับจ่าย และดำเนินการด้านจัดซื้อและจัดจ้าง และซ่อมแซมวัสดุครุภัณฑ์ 1.2 งานบริหารวิชาการและวิจัย มีอำนาจหน้าที่ ดำเนินการด้านนโยบาย แผนงาน และงบประมาณ ด้านบริหารวิจัยและวิชาการ ด้านประกันและมาตรฐานคุณภาพ โดยดำเนินการวิเคราะห์ และจัดทำแผนปฏิบัติงานประจำปี ติดตามการประเมินผลแผนและโครงการต่าง ๆ รับผิดชอบงานด้านการจัดทำงบประมาณแผ่นดิน งบประมาณเงินรายได้ รายงานแผนและผลการใช้งบประมาณรายไตรมาส จัดทำแผนการบริการวิจัยทั้งภายในและภายนอก จัดอบรม และให้บริการเครื่องมือในการวิจัยและพัฒนานวัตกรรม และรับผิดชอบงานด้านประกันคุณภาพ
ศูนย์วิจัยค้นคว้าและพัฒนายามีหน้าที่รับผิดชอบในการดำเนินการวิจัยเพื่อค้นคว้าและพัฒนายา ผลิตภัณฑ์เพื่อสุขภาพ เวชสำอาง และเครื่องสำอาง รวมไปถึงให้บริการวิชาการด้านเครื่องมือวิทยาศาสตร์ และการวิเคราะห์/ทดสอบ ที่เกี่ยวข้องทางห้องปฏิบัติการ สัตว์ทดลอง และคลินิกโดยประสานความร่วมมือระหว่างนักวิจัยทั้งภายในและภายนอกทั้งระดับชาติและนานาชาติ เพื่อนำไปสู่ผลงานวิจัยตีพิมพ์เผยแพร่ในวารสารวิชาการ การถ่ายทอดองค์ความรู้และ/หรือผลงานวิจัยที่ได้รับการจดสิทธิบัตร/อนุสิทธิบัตร นวัตกรรมเพื่อประโยชน์ทางการแพทย์และสาธารณสุข ซึ่งอาจนำไปสู่การสร้างรายได้แก่หน่วยงานและประเทศในเชิงพาณิชย์
ศูนย์เครื่องมือวิทยาศาสตร์เพื่อการวิจัยชั้นสูง มีอำนาจหน้าที่ รับผิดชอบในการให้บริการเครื่องมือวิทยาศาสตร์และอุปกรณ์สำหรับสนับสนุนการเรียนการสอน และการทำวิจัยแก่คณาจารย์ บุคลากรนักศึกษาระดับปริญญาตรีและบัณฑิตศึกษา องค์กรหรือบุคคคลภายนอก รวมถึงให้บริการตรวจวิเคราะห์และทดสอบ ด้วยเครื่องมือวิทยาศาสตร์และอุปกรณ์ตามความต้องการของบุคคลหรือองค์กรทั้งภายในและภายนอกมหาวิทยาลัย
ศูนย์สัตว์ทดลอง มีหน้าที่รับผิดชอบในการเป็นหน่วยงานวิจัย หน่วยทดสอบ สนับสนุนการเรียนการสอนหรือฝึกอบรมความรู้ด้านวิทยาศาสตร์สัตว์ทดลองขั้นพื้นฐานและขั้นสูงแก่หน่วยงานภายในและภายนอกมหาวิทยาลัยให้บริการเลี้ยงสัตว์ทดลองสำหรับการวิจัย งานทดสอบ งานสอน และงานผลิตชีววัตถุแก่หน่วยงานภายในและภายนอกมหาวิทยาลัย ให้คำปรึกษา และดูแลให้ผู้ใช้สัตว์ทดลองปฏิบัติตามจรรยายบรรณการดำเนินงานต่อสัตว์เพื่องานวิทยาศาสตร์
ศูนย์ทรัพย์สินทางปัญญาและบ่มเพาะวิสาหกิจ มีอำนาจหน้าที่ บริหารจัดการด้านทรัพย์สินทางปัญญาของมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ การคุ้มครองสิทธิและรักษาผลประโยชน์จากงานด้านทรัพย์สินทางปัญญาของมหาวิทยาลัย รวมถึงการส่งเสริมให้มีการนำความรู้ ความคิดสร้างสรรค์ ผลงานวิจัยและนวัตกรรมเข้าสู่กระบวนการจดทะเบียนทรัพย์สินทางปัญญา การใช้ประโยชน์เชิงพาณิชย์ รวมทั้งงานด้านการบ่มเพาะธุรกิจให้เกิดผู้ประกอบการใหม่สามารถพัฒนาสู่การจัดตั้งบริษัท การสนับสนุนส่งเสริมการถ่ายทอดเทคโนโลยี องค์ความรู้ที่เป็นประโยชน์ให้แก่ชุมชนผ่านงานด้านคลินิกเทคโนโลยีและงานหมู่บ้านแม่ข่ายวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
มุ่งมั่นเป็นองค์กรชั้นนำ บริการวิจัยครบวงจร รองรับมาตรฐานสากล พัฒนางานวิจัยสู่เชิงพาณิชย์และบริการสังคมอย่างยั่งยืน
เครื่องมือทันสมัย ใส่ใจบริการ สร้างสรรค์นวัตกรรม นำงานวิจัยต่อยอดเชิงพาณิชย์