Outre son président, la commission du développement durable comprend vingt membres. Ils sont nommés, sur proposition du ministre chargé de l'environnement, pour une durée de trois ans renouvelable par arrêté du Premier ministre.
La commission du développement durable comprend également en qualité de membres de droit le représentant de la France à la commission du développement durable des Nations unies, le président de la mission interministérielle sur l'effet de serre et le commissaire au Plan.