Современная структура Общества отражает его историю и дальнейшее развитие. Исторически СПбОЕ складывалось из 3 отделений: "Ботаника", "Зоология и Физиология", "Геология и Минералогия". Впоследствии в его рамках сформировалась разветвленная система секций, отражающая растущую специализацию естествознания и появление новых междисциплинарных областей деятельности (в настоящий момент число секций и образований, действующих на правах секций, достигло 21). В течение последних 20 лет в составе общества возник научно-производственный центр Эко-Сервис. При поддержке международных благотворительных природоохранных организаций начал работу Балтийский фонд природы, созданы научно-исследовательский центр Валаам и Центр экспертиз ЭКОМ. В 2007 году создана новая секция «Палеонтологии».
В 2002 году в целях реализации просветительской программы, разработанной совместно с Санкт-Петербургским государственным университетом, Департаментом Природных Ресурсов по Северо-западному региону и Нижнесвирским государственным природным заповедником создан Северо-западный региональный центр экологического образования. Центр осуществляет проекты и программы комплексного экологического образования населения.
Верховный орган управления Общества - Общее собрание, проводимое не реже одного раза в пять лет. В промежутках между общими собраниями управление доверяется Ученому совету, во главе которого стоит Президент Общества.