L'établissement est administré par un conseil d'administration de 13 membres, assisté par un comité d'orientation. Il est dirigé par un directeur général.

Le conseil d'administration comprend :
1° Trois représentants de l'Etat :
a) Le directeur des sports au ministère chargé des sports ou son représentant ;
b) Le directeur du personnel et de l'administration au ministère chargé des sports ou son représentant ;
c) Le directeur des musées de France au ministère chargé de la culture ou son représentant ;
2° Trois représentants respectivement désignés par une région, un département et une commune. Ces collectivités sont choisies par le ministre chargé des sports en priorité parmi les collectivités partenaires du Musée national du sport ;
3° Deux membres de droit :
a) Le président du Comité national olympique et sportif français ;
b) Le président du comité d'orientation de l'établissement ;
4° Quatre personnalités qualifiées désignées par le ministre chargé des sports ;
5° Un représentant des personnels élu selon les modalités fixées par arrêté du ministre chargé des sports.
Pour chacun des membres titulaires mentionnés aux 2°, 3° et 5° ci-dessus, un suppléant est désigné dans les mêmes conditions.

Les membres du conseil d'administration mentionnés aux 4° et 5° de l'article 7 sont nommés pour une durée de trois ans renouvelable. Les représentants des collectivités territoriales mentionnés au 2° de ce même article sont nommés pour la durée de leur mandat électif.
En cas de vacance, pour quelque cause que ce soit, survenant plus de trois mois avant l'expiration du mandat, un nouveau membre est désigné dans les mêmes conditions pour la durée du mandat restant à courir.
Un arrêté du ministre chargé des sports fixe la composition nominative du conseil d'administration de l'établissement.

Le président est nommé par arrêté du ministre chargé des sports parmi les membres mentionnés aux 3° et 4° de l'article 7, à l'exclusion du président du comité d'orientation qui est vice-président de droit du conseil d'administration.
Le président veille à l'accomplissement de ses missions par l'établissement. Il est suppléé par le vice-président en cas d'absence ou d'empêchement.

Les fonctions d'administrateur sont exercées à titre gratuit. Elles ouvrent droit, toutefois, au remboursement des frais de déplacement et de séjour dans les conditions prévues par la réglementation applicable aux fonctionnaires de l'Etat.

Le conseil d'administration se réunit au moins deux fois par an sur convocation de son président qui fixe l'ordre du jour, sur proposition du directeur général.
Le conseil d'administration se réunit de droit à la demande de la moitié, au moins, de ses membres ou à la demande du ministre chargé des sports.
Le conseil d'administration ne peut valablement délibérer que si la moitié au moins de ses membres est présente. Si le quorum n'est pas atteint, le conseil est à nouveau convoqué avec le même ordre du jour dans un délai maximum de quinze jours ; il délibère alors valablement sans condition, quel que soit le nombre des membres présents.
Les délibérations sont prises à la majorité des membres présents ou représentés. En cas de partage égal des voix, la voix du président est prépondérante.
Assistent avec voix consultative aux réunions du conseil d'administration le directeur général de l'établissement, le membre du corps du contrôle général économique et financier et l'agent comptable. Toute personne dont le président souhaite recueillir l'avis peut être entendue par le conseil d'administration.

Le conseil d'administration délibère sur :
1° La politique générale de l'établissement et les orientations et mesures générales relatives à l'organisation et au fonctionnement de l'établissement ;
2° Les orientations stratégiques, artistiques, muséographiques et commerciales de l'établissement ;
3° Les orientations générales de la politique d'acquisition des oeuvres et objets destinés à prendre place dans les collections nationales ;
4° Le budget et ses modifications ;
5° Le compte financier et l'affectation des résultats de l'exercice ;
6° Le rapport annuel d'activité élaboré par le directeur général ;
7° Les catégories de contrats et de conventions qui, en raison de leur nature ou du montant financier engagé, doivent lui être soumis pour approbation et celles dont il délègue la responsabilité au directeur général ;
8° Le règlement intérieur de l'établissement et celui du conseil d'administration ;
9° Les emprunts ;
10° L'achat et la vente d'immeubles, les nantissements et hypothèques, les baux et locations d'immeubles ;
11° La prise, l'extension ou la cession des participations financières, la participation à des groupements d'intérêt économique, des groupements d'intérêt public ou des entreprises ;
12° La création de filiales ;
13° L'acceptation des dons et legs autres que ceux consistant en oeuvres ou objets destinés à prendre place dans les collections nationales ;
14° Les conditions générales d'emploi et de rémunération des agents contractuels ;
15° Les orientations de la politique tarifaire ;
16° L'exercice des actions en justice et les transactions ;
17° Les conventions mentionnées au 7° de l'article 3 et à l'article 4.
Le conseil d'administration donne son avis sur toute question pour laquelle le ministre chargé des sports le consulte.
Il peut déléguer au directeur général les attributions prévues aux 7°, 13° et 16° dans les limites qu'il détermine.
Celui-ci rend compte au conseil des décisions qu'il a prises en vertu de cette délégation.

Les délibérations du conseil d'administration sont exécutoires si, dans un délai de quinze jours suivant leur réception, le ministre chargé des sports n'a pas fait connaître d'observations. Toutefois, les délibérations portant sur les objets énumérés aux 4°, 5°, 6°, 7°, 10°, 13°, 14° et 15° de l'article 12 deviennent exécutoires un mois après leur réception par le ministre chargé des sports et le ministre chargé du budget si ceux-ci n'ont pas fait connaître d'observations dans ce délai ; les délibérations portant sur les objets mentionnés aux 9°, 11° et 12° deviennent exécutoires après approbation explicite conjointe du ministre chargé des sports et du ministre chargé du budget.

Le directeur général de l'établissement est nommé par arrêté conjoint du ministre chargé des sports et du ministre chargé de la culture parmi les personnes présentant les qualifications définies à l'article L. 442-8 du code du patrimoine. Son mandat est de trois ans renouvelable.

Le directeur général :
1° Prépare les délibérations du conseil d'administration et veille à leur exécution ;
2° Prépare le programme d'activités et en assure le bon déroulement ;
3° Prépare le budget et ses modifications ;
4° A autorité sur les services de l'établissement et assure le respect du règlement intérieur du musée ;
5° Est ordonnateur des recettes et des dépenses ;
6° Assure la gestion de l'établissement et a autorité sur l'ensemble des personnels affectés dans l'établissement ou mis à sa disposition ;
7° Représente l'établissement en justice et dans tous les actes de la vie civile ;
8° Est responsable de l'acquisition, la conservation et la présentation des collections nationales, ainsi que de leur prêt ou dépôt par le biais de conventions ;
9° Conclut les contrats et est la personne responsable des marchés.
Il peut, dans des conditions que détermine le conseil d'administration, prendre, après avis du membre du corps du contrôle général économique et financier, des décisions budgétaires modificatives qui n'augmentent pas la masse salariale, ne modifient pas le résultat ni la variation du fonds de roulement. Il en rend compte à la prochaine séance du conseil d'administration.
Le directeur général dresse chaque année un rapport sur le fonctionnement de l'établissement, le soumet au conseil d'administration et l'adresse au ministre chargé des sports et au ministre chargé de la culture.
Pour l'exercice de ses attributions, il peut déléguer sa signature aux responsables des services placés sous son autorité.

Un comité d'orientation est placé auprès du président de l'établissement. Il émet des avis sur les orientations culturelles de l'établissement et sur l'ensemble de ses activités. Il évalue l'accomplissement de ses différentes missions.
Il constitue l'instance scientifique, prévue par l'article 14 du décret du 25 avril 2002 susvisé, compétente en matière d'acquisition et de restauration des biens destinés aux collections nationales.
Le comité d'orientation comprend douze membres au maximum, choisis en raison de leur expertise dans les domaines couverts par les différentes activités de l'établissement.
Le directeur général a accès aux séances du comité d'orientation. Il peut demander que le comité se réunisse pour examiner les questions dont il le saisit.
Le président et les autres membres du comité d'orientation sont nommés par le ministre chargé des sports, pour une durée de trois ans renouvelable.
Le comité établit son règlement intérieur.