Le Conseil stratégique de la recherche comprend de seize à vingt-six membres, répartis à nombre égal d'hommes et de femmes de la façon suivante : 
1° Treize à  vingt-trois personnalités qualifiées représentant la recherche, l'économie et l'innovation, dont deux au moins exerçant ou ayant exercé leur activité hors de France ; 
2° Un membre du bureau de l'Association des régions de France, désigné par son président ; 
3° Un député et un sénateur désignés par l'office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques. 
Les personnalités qualifiées sont nommées par décret pour un mandat de cinq ans renouvelable une fois. Le vice-président du Conseil stratégique de la recherche est désigné par décret parmi les personnalités qualifiées. 
Lorsqu'un siège est vacant par suite de démission ou d'empêchement définitif d'un membre, un nouveau membre du même sexe peut être désigné pour la durée du mandat restant à accomplir.