ปัจจุบนัน กระทรวงกลาโหม มีหน่วยงานในสังกัด และแบ่งส่วนราชการระดับกรมออกเป็น 5 หน่วยงาน ตามพระราชบัญญัติจัดระเบียบราชการกระทรวงกลาโหม พ.ศ. 2551 และพระราชบัญญัติจัดระเบียบราชการกระทรวงกลาโหม (ฉบับที่ 2) พ.ศ. 2556 ดังนี้
สำนักงานรัฐมนตรี
- มีหน้าที่เกี่ยวกับราชการทางการเมืองของรัฐมนตรี และมีหน้าที่รับผิดชอบกำกับดูแลสำนักงานจเรทหารทั่วไป
สำนักงานปลัดกระทรวงกลาโหม
- มีหน้าที่เกี่ยวกับงานนโยบายและยุทธศาสตร์ งานราชการประจำทั่วไปของกระทรวง
กองทัพไทย
- มีหน้าที่เตรียมกำลังกองทัพไทย การป้องกันราชอาณาจักรและดำเนินการเกี่ยวกับการใช้กำลังทหารตามอำนาจหน้าที่ของกระทรวงกลาโหม ควบคุมการปฏิบัติงานของกองบัญชาการกองทัพไทย
หน่วยบัญชาการถวายความปลอดภัยรักษาพระองค์
นอกจากนี้ กระทรวงกลาโหม ยังมีหน่วยงานในกำกับดูแล ประเภทองค์การมหาชน รัฐวิสาหกิจ และองค์การของรัฐ ประกอบด้วย
องค์การมหาชน
- สถาบันเทคโนโลยีป้องกันประเทศ (องค์การมหาชน)
รัฐวิสาหกิจ
องค์การของรัฐ แต่ ไม่ใช่รัฐวิสาหกิจ
- องค์การสงเคราะห์ทหารผ่านศึก
รวมถึงหน่วยงานในอดีต อย่าง
- องค์การผลิตอาหารสำเร็จรูป
- องค์การแบตเตอรี่
- องค์การฟอกหนัง
- องค์การแก้ว
- องค์การทอผ้า
- กรมราชองครักษ์