Leur composition et leur fonctionnement sont en grande partie définis par les statuts de l'OSU.
La structure opérationnelle est la direction, composée d'un directeur et d'un directeur-adjoint.
La structure décisionnelle est le comité de direction (CoDir), composé des directeurs d'unité.
Le Conseil de l'observatoire, à l'instar d'un conseil d'administration, supervise le travail de la direction et fixe les grandes lignes de la politique.


• Président du Conseil de l'Observatoire : Ghislain de MARSILY (Académie des sciences)
• Directeur de l'Observatoire : Gilles PINAY - Directeur de recherche CNRS - Laboratoire ECOBIO (CNRS / UR1)
• Directeur-adjoint (en charge de l'enseignement) : Erwan HALLOT - Maitre de conférences UR1 - Laboratoire Géosciences Rennes (CNRS / UR1)