為有效發揮支援學術研究及成為具前瞻性國際級國家實驗室,NDL主要工作項目包含「元件實驗服務」、「育才與業務推廣」、「元件研發」等三項,其組織架構如圖所示。
元件實驗服務
(1)北區服務: 以 CMOS 為發展主軸,整合國內在奈米科學和技術方面的研究資源,建置一包含 top-down 及 bottom-up 製造平台的核心試驗線,支援產學界在新穎奈米電子元件、奈米電(光)子元件技術、奈米製造和功能性材料製程技術、奈米生醫與微機電等前瞻研究。
(2)南區服務: 以再生能源與微感測器元件為發展主軸,持續建置及維持南區服務組的研究資源,建構南台灣所需之奈米能源技術及相關物聯網&生醫感測器研發與人才培育平台。
(3)高頻量測: 支援產學界在220GHz射頻/微波/毫米波電路、500GHz 雙埠 S 參數、50GHz 變溫雙埠 S 參數、110GHz 四埠 S 參數、90GHz 高頻雜訊參數、低頻雜訊參數、26GHz 脈衝式射頻參數與 90GHz 高頻功率參數等高頻元件/電路相關研究工作。
(4)檢測分析: 支援產學界在材料分析技術於結構繞射、掃描影像、表面化學分析的研究。
育才與業務推廣:

由企劃推廣組執行本實驗室產學合作、教育訓練、人才培訓等各項支援工作。

元件研發:

主要是以「奈米元件」、「前瞻元件」等重點為研究主軸,以期提升對學界更好的技術服務內容。

各委員會(職安衛委員會、人事甄選委員會與採購委員會):審議本實驗室人事、採購、職安等業務或提供相關建議,以期實驗室各項制度與組織運作都能在相關專業人員的參與下達成預期效益。