CWI maakt deel uit van NWO-I, de Institutenorganisatie van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO).
Het instituut is gevestigd in het Amsterdam Science Park, waar het nauw samenwerkt met naburige organisaties zoals AMOLF, Nikhef, SURF en de Faculteit der Natuurwetenschappen van de Universiteit van Amsterdam (UvA-FNWI). Deze samenwerking komt tot uiting in onderzoeksprojecten, communicatieactiviteiten en publieke evenementen, waaronder de jaarlijkse Open Dag van het Amsterdam Science Park in oktober.
CWI werkt samen met ongeveer 200 onderzoekspartners, waaronder bedrijven, overheidsinstanties, financiële instellingen en onderzoeksinstituten.