国家旅游局的内部机构设置旨在高效管理和推动旅游业发展。这个机构分为七个主要部门：
办公室（综合协调司）：负责统筹和协调全局工作。
政策法规司：负责研究和制定旅游行业的法律法规。
旅游促进与国际联络司：负责国内外旅游推广和国际合作事宜。
规划发展与财务司：负责旅游业的长期规划和财务管理。
质量规范与管理司：关注旅游服务质量的监督和提升。
人事劳动教育司：负责人力资源管理和员工培训。
老干部办公室：关注退休干部的管理和关怀。
除了内部部门，国家旅游局还拥有六个直属单位，它们分别是：
国家旅游局机关服务中心：提供后勤支持和服务保障。
国家旅游局信息中心：负责信息收集和数据分析。
中国旅游协会：代表行业利益，促进交流合作。
中国旅游报社和中国旅游出版社：传播旅游资讯，推动行业知识普及。
中国旅游管理干部学院：培养旅游专业人才。
此外，国家旅游局在世界各地设有16个驻外机构，分布在东京、大阪、新加坡、加德满都、汉城、亚洲旅游交流中心（香港）以及北美、欧洲和大洋洲的主要城市，如纽约、洛杉矶、多伦多、伦敦、巴黎、法兰克福、马德里、苏黎世、悉尼和莫斯科，这些机构负责当地与中国的旅游交流和合作。