Generalno konferenco UNESCO sestavljajo delegacije držav članic, vsaki državi pripada en glas. Velikost posamezne države članice oziroma njen prispevek v Unescov proračun zato ne vpliva na moč pri glasovanju. Generalna konferenca se sestaja na rednih sejah vsaki dve leti, poleg predstavnikov držav članic pa se je udeležujejo tudi predstavniki pridruženih članic, opazovalci držav nečlanic ter predstavniki medvladnih in nevladnih organizacij. Generalna konferenca se lahko, če je potrebno, sestane tudi na izrednih sejah, kar se je do zdaj zgodilo le štirikrat.

Unesco vodi in upravlja Izvršilni odbor, ki se sestaja dvakrat na leto. Njegovo delo in naloge se prepletajo z delom in nalogami generalne konference Unesca, saj izvršilni odbor pripravi vse potrebno za generalno konferenco in poskrbi, da so vsi njeni procesi izpeljani pravilno, generalna konferenca pa izvoli njegove člane in mu vsaki dve leti določi nove naloge. Izvršilni odbor je tudi vez z OZN ter drugimi specializiranimi agencijami OZN in medvladnimi organizacijami.

Generalnega direktorja UNESCO predlaga Izvršilni odbor, izvoljen pa je na generalni konferenci, in sicer za štiriletni mandat (do leta 2005 za šestletni). Po izteku prvega mandata je lahko še enkrat imenovan. Generalni direktor Unesca oziroma njegov namestnik se mora udeležiti vseh zasedanj Generalne konference in Izvršilnega odbora ter komisij organizacije, vendar nima glasovalne pravice. Pripravlja osnutek dela organizacije in oceno finančnih stroškov, predstavlja Unesco v odnosih z drugimi specializiranimi agencijami OZN in državami članicami Unesca. Generalni direktor UNESCO imenovan leta 1999 za šestletni mandat in znova leta 2005 še za štiriletni mandat je bil Japonec Koïchiro Matsuura. 
Generalna konferenca je 15. 10. 2009 izvolila za novo Generalno direktorico UNESCO bolgarsko diplomatko Irino Bokovo. Bokova je prva ženska na čelu UNESCO. 

Sekretariat UNESCO je izvršilna veja v organizaciji. Sestavljajo ga Generalni direktor in okrog 2100 uradnikov iz 170-ih držav. Približno ena tretjina dela v 58-ih UNESCO uradih, ki se nahajajo na različnih koncih sveta. S temi pisarnami ter različnimi instituti in centri po vsem svetu želi UNESCO preprečiti centralizacijo organizacije in povečati svojo učinkovitost.