A gestão da Casembrapa é composta pelos seguintes órgãos:

I. Conselho de Administração;

II. Diretoria Executiva;

III. Conselho Fiscal.

O Conselho de Administração é o órgão com poder de deliberação superior, responsável pelo estabelecimento dos objetivos, pelas políticas assistenciais, as diretrizes fundamentais e orientações gerais de organização, a operação e a administração da Casembrapa. O colegiado é formado por quatro conselheiros, sendo dois representantes da Embrapa; e dois representantes dos beneficiários, sendo um indicado pelo Sindicato Nacional dos Trabalhadores de Pesquisa em Desenvolvimento Agropecuário (SINPAF) e outro pela Federação das Associações dos Empregados da Embrapa (FAEE). O mandato de cada membro deste conselho é de quatro anos, com direito à reeleição.

A Diretoria Executiva é responsável pelo cumprimento das normas legais, estatutárias e regulamentares. Fazem parte dela três membros, com mandato de três anos, e com direito à reeleição: o presidente, o diretor financeiro e o diretor administrativo. O presidente e o diretor financeiro são indicados pela Diretoria Executiva da Embrapa, a partir de uma lista tríplice, e escolhidos pelo Conselho de Administração. A escolha do diretor administrativo também cabe ao conselho, mas a partir de uma lista tríplice indicada por consenso entre o SINPAF e a FAEE.

O Conselho Fiscal é responsável pelo controle interno. É ele que zela pela gestão econômico-financeira do plano. São quatro membros titulares e quatro suplentes, sendo dois representantes dos empregados e dois da Embrapa em cada grupo. O tempo de mandato de cada membro é de três anos, com direito à reeleição.

Para fiscalizar e acompanhar a gestão e os recursos da Casembrapa, a Embrapa realiza uma auditoria anual no plano. Em cumprimento à exigência da ANS, a cada trimestre também ocorre uma inspeção feita por empresa externa.