Neuvostoon kuuluvat pääministeri puheenjohtajana, tiede- ja kulttuuriministeri ja elinkeinoministeri varapuheenjohtajina sekä kolme valtioneuvoston nimittämää muuta ministeriä.

Ministerijäsenten lisäksi neuvostoon kuuluu kuudesta seitsemään muuta jäsentä, jotka valtioneuvosto nimittää opetus- ja kulttuuriministeriön esittelystä eduskunnan vaalikaudeksi. Neuvoston jäsenten tulee edustaa laaja-alaisesti tutkimus-, kehittämis- ja innovaatiotoiminnan asiantuntemusta.

Jos neuvoston jäsen eroaa tai tulee kykenemättömäksi hoitamaan tehtäväänsä kesken toimikauden, opetus- ja kulttuuriministeriö nimittää työ- ja elinkeinoministeriötä ja valtioneuvoston kansliaa kuultuaan hänen tilalleen uuden jäsenen jäljellä olevaksi toimikaudeksi.

Neuvosto ja sen puheenjohtaja, tai puheenjohtajan estyneenä ollessa varapuheenjohtaja, voivat kutsua asiantuntijoita neuvoston työn tueksi.

Neuvosto kokoontuu puheenjohtajansa tai tämän estyneenä ollessa varapuheenjohtajansa kutsusta. Puheenjohtaja tai tämän estyneenä ollessa varapuheenjohtaja hyväksyy neuvoston kokouksen asialistan. Neuvosto on päätösvaltainen, kun läsnä on puheenjohtajan tai varapuheenjohtajan lisäksi vähintään neljä muuta jäsentä.

Tutkimus- ja innovaationeuvoston toimintaa valmistellaan valtioneuvoston kanslian, opetus- ja kulttuuriministeriön, työ- ja elinkeinoministeriön, Suomen Akatemian ja Innovaatiorahoituskeskus Business Finlandin edustajista koostuvassa ryhmässä, joka toimii opetus- ja kulttuuriministeriön johdolla. Valmisteluryhmä vastaa neuvoston kokousten, kokousasiakirjojen ja muun materiaalin valmistelusta. Valmisteluryhmä toimii vuorovaikutuksessa muiden ministeriöiden ja sidosryhmien kanssa.