西安非线性科学研究所主要从事非线性科学理论研究及技术应用工作，其由理论研究部、技术应用部、网络事业部等部门组成。另外，西安建业工程科技有限公司也隶属于非线性研究所。

研究所理论研究部主要在分维微积分与分形测度、粒子超光速与量子分形运动、 稳定核素分布规律、天体运行介质层壳弯曲与稳定轨道等方面开展研究及应用工作；技术应用部主要在国防、能源等领域的数据自动化采集处理方面开展研制及应用工作；西安建业工程科技有限公司主要在建筑物倾斜治理及地基沉陷处理方面开展设计及施工工作；另外也承担非线性研究所的销售方面的所有工作。网络事业部主要在网络及相关信息方面开展建设及有关服务工作。