L'observatoire est composé de personnalités, choisies en raison de leur compétence et de leur expérience, nommées pour une durée de trois ans renouvelable une fois, par décret du Premier ministre, sur proposition du ministre chargé des droits des femmes.

Les membres démissionnaires ou décédés sont remplacés. Dans ce cas, le mandat des nouveaux membres expire à la date à laquelle aurait pris fin celui des membres qu'ils remplacent.

Sont membres de droit de l'observatoire :

• le président de la délégation aux droits des femmes et à l'égalité des chances entre les hommes et les femmes de l'Assemblée nationale ;
• le président de la délégation aux droits des femmes et à l'égalité des chances entre les hommes et les femmes du Sénat ;
• le président de la délégation aux droits des femmes et à l'égalité des chances entre les hommes et les femmes du Conseil économique, social et environnemental.