Das IMB ist als Dienststelle des Sanitätsdienstes der Bundeswehr organisatorisch in drei Kompetenzbereiche unterteilt: Bakterien & Toxine, Viren & intrazelluläre Erreger und Medizinische B-Aufklärung & Bioforensik. Im Kompetenzbereich Medizinische B-Aufklärung & Bioforensik sind bereichsübergreifend Dienste wie der Zentralbereich Diagnostik sowie die Abteilungen für Molekulare Genomik & Bioinformatik, Technische Entwicklung Diagnostika & Plattformen und Mobile B-Aufklärung & Verifikation eingerichtet. Für internationale Einsätze hat das IMB ein modulares, schnell verlegbares diagnostisches Feldlabor für Krankheitserreger bis zur Risikogruppe 4 entwickelt, das leicht an örtliche Gegebenheiten angepasst werden kann. Neben den schnell verlegbaren Laborkapazitäten bietet das IMB auch eine akkreditierte stationäre Diagnostik für Erreger bis zur Risikogruppe 4 an und stellt die Konsiliarlabore für Frühsommer-Meningoenzephalitis und Brucellose für Deutschland.
Das IMB verfügt über modernste Laborkapazitäten zur Erforschung hochinfektiöser bakterieller und viraler Krankheitserreger und Biotoxine sowie der Pathogenese, Behandlung und Prävention von Gesundheitsstörungen, die durch diese biologischen Agenzien verursacht werden. Zu den Laborkapazitäten gehört ein Labor der Sicherheitsstufe 3 und eine der europaweit größten Sammlungen von hochinfektiösen Krankheitserregern. Die Abteilung für Mobile B-Aufklärung & Verifizierung des Instituts entwickelt und validiert neue Methoden für die Probenahme und Diagnostik bei Ausbrüchen und die Abteilung für Molekulare Genomik & Bioforensik forscht auf dem Gebiet der angewandten Bioinformatik in der Mikrobiologie. Das Institut arbeitet eng mit den Gesundheitsämtern auf Bundes- und Landesebene, dem Zivilschutz und den Rettungsdiensten zusammen. Auch auf internationaler Ebene ist das IMB stark vernetzt: neben bilateralen Kooperationen führt das Institut Projekte im Kaukasus, in Zentralasien sowie in Nord- und Westafrika durch und beteiligt sich an mehreren europäischen Konsortien. Seit 2010 bildet das IMB mit der Technischen Universität München, der Ludwig-Maximilians-Universität und dem Helmholtz-Zentrum den Partnerstandort München des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF).
