Le conseil scientifique est composé de quatorze membres au plus, choisis en raison de leur expertise notamment dans les domaines des monuments historiques, de l'archéologie, de l'histoire, de l'histoire de l'art, de l'ingénierie, des sciences et techniques et des matériaux.
Les membres sont nommés par arrêté du ministre chargé de la culture sur proposition du président de l'établissement pour une durée de cinq ans renouvelable.
Le conseil scientifique est présidé par le président de l'établissement. Il se réunit sur convocation de celui-ci et au moins deux fois par an.
Le conseil d'administration est tenu informé de la teneur des avis lorsque ceux-ci portent sur une question qui relève de sa compétence.