研究院设立学术委员会，负责学术方向和体制建设决策咨询等工作；设立学位委员会分委会，负责跨学科研究生教育培养和学位工作。
作为服务于科研、教学的组织保障，前沿交叉学科研究院设立精干的行政管理机构。
纳米科学与技术研究中心
北京大学是国内最早开展纳米科技研究的单位之一。1997年9月率先成立跨院系、跨学科的纳米科学与技术研究中心（以下简称中心），整合了化学学院、信息学院、物理学院以及生命科学学院的纳米科技研究力量。在北京大学的大力支持下，经过十几年的努力，中心已经成国内纳米科技领域科学研究的重要研究机构。
中心现有5个研究部，分别是纳米化学、纳电子学、纳米器件与集成技术、纳米结构与低维物理、纳米材料与生物技术研究部，共有23个研究组。 中心现有研究人员约150名，其中20名教授，5名副教授，3个工程师，博士后和研究生约有120人。现有研究队伍中中科院院士1名，长江特聘教授4名、国家杰出青年基金获得者8名、教育部新世纪优秀人才基金获得者4名、国家纳米重大科学研究计划项目首席科学家3名、基金委“表界面纳米工程学”创新研究群体1个、教育部创新团队2个等。
纳米中心现有1个教育部重点实验室“纳米器件物理与化学教育部重点实验室” ，3个公共实验平台，即“微纳加工实验室”、“电镜实验室”和“纳米化学研究中心”。 2003年中心启动“纳米科技研究生班”，每年招收10－15名从事纳米科技交叉学科研究的研究生。2008年“纳米科学与技术”交叉学科被批准成为北京市重点学科。
主要研究方向：
1）纳米化学与单分子科学；
2）纳米材料与介观物理；
3）纳电子学与分子电子学；
4）纳米器件与集成技术。
定量生物学中心（原理论生物学中心）
定量生物学是生命科学在飞速发展中，与数学、物理学、化学、信息科学、工学等定量学科交叉、融合后正在产生的一门新学科。自上世纪末以来，生命科学发生着日新月异乃至革命性的新变化。生命科学也逐步由定性、描述性、局部性研究，向精确、定量和整体化的方向发展。研究目光从原来注重分子，拓展到寻找生物系统的整体规律。生命科学的飞跃离不开定量科学和技术，而生命科学中大量的新问题又给这些传统学科的发展提供了动力与源泉。
北京大学定量生物学中心（原北京大学理论生物学中心，以下简称“定量生物学中心”）是在李政道先生的提议和北京大学的大力支持下，于1999年开始筹建、2001年9月正式成立的。2006年4月，中心成为新成立的北京大学前沿交叉学科研究院的首批正式成员单位。中心创建的宗旨是利用北京大学的多学科优势，集中数学、物理、化学、工学、生物和信息科学的研究力量，与国外同行沟通联动，采用理论与实验相结合的方式，开展并推动定量系统生物学的研究。
北京大学定量生物学中心集中了一批志同道合的优秀科学家——不仅融汇了北京大学校内的数学、物理、化学、生物、工学及信息科学的学者和专家，还聘请并吸引到一批国内与海外的杰出科学家兼职与定期访问，形成了一个生物学研究的交叉学科研究群体。涉及研究领域包括系统生物学，合成生物学，计算生物学，生物信息学等。定量生物学中心是第一批教育部创新研究团队，2007年成为国家自然科学基金委员会支持的首个“交叉学科”创新研究群体，2008年得到北京市重点学科建设对于交叉学科的支持。
定量生物学中心自成立以来，不断完善基础设施，在空间上保持持续地发展。中心现拥有常住人员办公室、访问学者办公室、学术交流会议室、研究生工作室、计算机集群系统和定量生物学实验室。现有讲席教授1人，长江特聘教授2人，长江讲座教授3人，教授2人，特聘研究员1人，副教授4人，博士后3人，博士生52人，硕士生5人，本科生24人。
自2001年底成立以来，中心在生物网络动力学、生物分子进化、基因调控、蛋白质作用机制及药物分子设计等方面取得系列进展。理论生物学中心每周安排一次定期的学术活动，并不定期邀请国内外学者前来做报告。同时，中心每年在夏季召开理论生物学及生物信息学方面的国际会议或暑期班。2000年及2001年的研讨会以交流与理论生物学有关的最新进展为主，自2002年开始每年选择一个特定的课题，有目的地邀请国际上相关方向的知名专家，举办代表国际学术研究前沿、有针对性的、深入探讨科学问题的研讨会。同时中心还会适时举行中心内部的学术交流活动。有助于加强各学科背景人员之间的沟通，为实现各学科之间的交叉和融合提供了有利支持。
重点培养学生的想象力，创造力和科研热情。选择有科研热情（passion）和积极进取（highly motivated）的学生进一步培养：培养学生的想象力和创造力：中心研究生在iGEM program中为本科生提供技术支撑。
课程设置和培养： ①学生集中在生物学和另外一个特定的学科--至少完成各自学科的一半课程； ②学生掌握未来研究工作所需的知识和技能基础--针对不同专业背景的新生，提供不同的基础课程； ③培养学生对生物系统的整体观--学术讲座（邀请相关领域的专家，介绍如何从各自的专业角度研究生物系统）； ④通过回顾研究领域经典论文，激发学生对论文的批判性分析和理解，提高科研领导力--系统生物学选讲。
主要研究方向：
· 系统生物学基础研究
· 合成生物学
· 定量与高通理实验技术
· 基于系统生物学的复杂疾病研究与药物设计
生物医学跨学科研究中心
北京大学生物医学跨学科研究中心的建设目标旨在推动北京大学的生命学科和医科与理科、工程技术学科之间的有机结合，建立良好学术交流和研究环境，将基础科学、技术应用和临床科学的前沿研究结合在一起，促进整个生物医学领域的从分子尺度到人类器官尺度的新发明、新发现与技术创新。生物医学跨学科研究中心的三大任务是：促进生物医学跨学科学术交流；开展跨学科的研究工作；培养具有交叉学科背景的新型人才。
跨学科人才培养是跨学科研究中心的另一重要任务。2001年起，中心协助北大研究生院设立了两个跨学科研究生班，培养具有交叉学科背景的新型复合型人才。到2005年，已招收跨学科研究生89名。“生物信息学研究生班”的研究生在生命科学、化学、物理学、数学、医学（药学）等众多学科的优秀导师的指导带领下，开展生物信息学/系统生物学/理论与计算生物学等方面的教学和科学研究，形成了新的学科力量和重要的学科方向。“生物医学工程研究生班”的导师们分别来自北大的理学部、信息与工程学部、医学部和多家附属临床医院，研究生们既有来自生命科学、物理化学、基础医学等基础学科，也有来自电子学、计算机技术、生物医学工程、临床医学等众多应用和工程学科，在各有关学科优势互补、相互合作的基础上，开展生物医学工程跨学科前沿领域的研究和人才培养，形成了北大新的学科生长点。北大众多的附属医院成为了其它学校所不具备的优势资源，自由开放的学术氛围也为学生们提供了一个很有利的平台，学生们可以根据自己的兴趣进行“学科转行”，进行不同学科之间大跨度的合作与交流。
主要研究方向：
等离子体医学以及纳秒脉冲电场；
生物医学信号与图像分析；
细胞力学与生物微纳米技术。
磁共振成像研究中心（原功能成像研究中心）
北京大学磁共振成像研究中心创建于2010年。该中心的目标是建立一个综合性的前沿交叉学科的磁共振成像科研平台，大力开展具有国际水准的磁共振成像领域的科学研究及其应用（重点神经科学，蛋白质在体功能和肿瘤临床等）和高端技术创新（高场谱仪和脉冲序列等）。
中心在国家211/985计划和国家发改委的资金支持下购置4台高场（3T和9.4T）研究型磁共振成像仪。
磁共振成像研究中心是一个围绕大型仪器开展研究的交叉学科平台，其位于综合科研楼的仪器设备即将投入使用。该中心将汇聚来自物理、数学、工程、心理、计算机、生命科学和医学各领域的专家，不同学科之间相互融合、相互碰撞，综合不同学科背景的思维模式，以实验促进技术，培养在磁共振成像技术、认知脑功能成像、医学功能成像等领域的高水平人才。
生物医用材料与组织工程研究中心
依托北京大学前沿交叉学科研究院,整合北京大学理工学科、临床及基础医学学科优势资源，于2007年3月在北京大学成立。由材料学、力学、临床医学、生命科学等领域的有关专家组成交叉研究团队,开展生物医用材料与组织工程的基础与应用研究工作。先后于2007年获得科技部国家重大科学研究计划项目支持，开展“纳米材料在牙组织器官再生与修复中的机理研究”；2008年获得教育部985创新研究平台建设项目支持，建设生物医用材料研究平台；2008年在北京大学深圳研究院设立生物医学工程研究中心，构建面向企业实践成果转化的产学研开发平台；2009年获得科技部国家重大科学研究计划项目支持，开展“具有纳米修饰的心血管植入器械材料”课题研究；2009年起中心成为中国生物医学工程学会介入医学工程分会秘书处挂靠单位。至2009年12月，研究中心已承担科技部国家重大科学计划项目课题、科技部863重点项目课题、国家自然科学基金、北京市自然科学基金课题等达16项，累计获得科研经费超过1000万元；研究中心的实验室建设及团队建设已初具规模，并与校内多个实验室建立合作关系；除开展有关的基础研究及临床应用基础研究工作外，中心还大力推动、积极参与产学研结合项目，承担了企业委托研发的“新型口腔种植体系统研发”等项目,与多个企业合作开展生物医用材料产品的研究与开发。
主要研究方向：
1、基础研究方向
医用金属材料，医用非金属材料、生物医学材料表面改性、胚胎干细胞分化与调控机制、细胞力学行为研究
2、临床应用研究方向
口腔生物医学材料与器件、 骨与软骨组织再生与修复、皮肤修复与创伤敷料、神经组织修复与神经康复、医疗检测
环境与健康研究中心
人类社会面临着环境问题导致严重的健康风险，为此北京大学于2007年10月成立了环境与健康研究中心。该中心将充分发挥北京大学文、理、医学科齐全的综合优势，加强环境与健康领域的交叉学科研究，促进环境健康研究和管理人才的培养，为国家环境与健康政策提供高水平的科学、技术、决策支持。它作为北京大学环境健康研究的重要学术支撑机构，强调从基础学科到决策支持紧密联系的特色，促进北京大学环境健康相关学科间的交流，推动北京大学环境健康科学发展。成立迄今，环境与健康研究中心组织了来自北京大学环境科学、化学、基础医学、公共卫生、临床医学等领域的专家，开展跨学科的环境与健康交叉综合研究。
研究领域：
·环境监测与人群暴露评价；
·生物标志物测量技术；
·癌症高发区的污染暴露及环境基因组学研究；
·细与超细（纳米）颗粒物的暴露及健康危害；
·环境污染的健康、社会及经济损失评价；
·环境质量标准的健康风险评价。
海洋研究中心
北京大学海洋研究中心的目标是根据国家海洋事业发展的需求，组织北京大学的相关研究力量，建立培养从事海洋事业人才的体系，构建国际一流水平的多学科海洋研究平台。利用我校雄厚的多基础学科的优势，培育和促进以北京大学为主体或引领的海洋科学研究项目，支持和促进我校教师积极参与具有国际竞争性的、与我国海洋事业密切相关的重大科研、工程和咨询项目，培养具有多学科背景的、在海洋事业上具有创新能力的高层次人才，在我国乃至国际的海洋研究中发挥重要作用，为建设海洋强国做出贡献。
北京大学海洋研究中心作为一个多学科的、高层次的学术机构，将充分发挥北大在学科布局和与国内外其他知名学府广泛联系的优势，并与国家海洋主管部门合作，充分利用国内海洋研究的信息与资源，为发展我国的海洋研究做出贡献。
主要研究方向：
（1） 海洋系统与全球变化 (Ocean system and global change)
（2） 深海地球动力学 (Deep ocean and geodynamics)
（3） 海洋资源基础研究、开发与利用
（4） 海洋法规与管理和国际关系
（5） 海洋工程与技术
2014年北京大学决定成立海洋研究院。
科学史与科学哲学研究中心
中心成立背景、目标定位
发挥科学史与科学哲学的文理综合优势，构建北大文理交叉的学术平台。
开展北大理科史研究，为北大理科树碑立传，改变北大文科大学的形象。
发展北大的科学史和科学哲学学科，使之走在国内前列。
中心主要成员及研究方向 许智宏院士，植物生理学，科学与人文，科技伦理学 马伯强教授，理论物理学，物理学史与物理学哲学 饶毅教授，神经科学，生物学史 吴国盛教授，西方科学思想史，中国近现代科学社会史 张大庆，医学史，医学伦理学 北京大学-清华大学生命科学联合中心（CLS）
为加速我国一流大学的建设，在国家支持下,由教育部、科技部、财政部设计、组织，北京大学与清华大学密切配合，按照“统一领导、顶层设计、强强联合、务实发展、动态调整”的原则组建的生命科学联合中心，是科研和教育体制的重大改革措施。其目标是通过改革教育和科研的相关制度，吸引与汇聚热心教育的优秀科学家，以出色的理论教学和尖端的研究并重，培养拔尖创新人才，造就一流的生命科学研究与教育中心。
生命科学联合中心激励科学家秉承“求实创新”的科学精神，自由探索未知前沿。营造学科交叉融会、研究独立自主、思想宽松活跃的氛围，激励具有突破性和持续发展潜力的原始创新。
作为跨越两校多个院系的相对独立的实体，生命中心在人才招聘与考核、科研与教学等方面享有自主权，实行国际化、社会化的人员聘用制度，通过公平公正的评估模式，公开选拔和聘用在本研究领域具有世界领先学术水平的研究人员和科学家。
生命中心以课题组负责的独立实验室为基本研究和人才培养单元，改革不适应现代教育发展的模式。以多学科交叉的培养方案选拔想象力丰富、独立思考意识强、并具有强烈从事科学研究意愿的学生，因材施教，发挥其创造力。加强本科生、研究生、博士后教育和培养，紧密结合自主科研实践活动，鼓励和培养青年科学家自主成长。
建设世界一流大学，关键之一是在科学和教育相结合的基础上做出一流的科学研究。从牛顿以来几百年的历史清晰地表明，自由探索的科学研究是世界一流大学自然的强大组成部分。由于历史局限，我国近代科教结合不够紧密、甚至有过分离时期，不利于我国高等教育发展。国家建立两校生命科学联合中心，不仅有助于改善高校在全国科学研究--特别是自由探索型科学研究—中的比重，而且通过高等院校加强科教结合。
教育部在政策上给予生命中心体制机制支持，并鼓励制定适合时代发展的本科生和研究生课程培养方案、毕业标准及学制规定；科技部为中心的日常科研运行提供竞争性项目支持；财政部按稍低于国内同类科研性质、相近规模研究所实到年度经费的平均值，为中心的招聘、科研建设和教学改革提供基本支持。中心积极探索建立适合科学和教育发展规律的、适应现代社会需求的体制机制，开展高水平研究，推动科研和教学交互发展，在体制机制、科研成果、创新人才诸方面，做出可以推广的探索和努力。
