ITER理事会是ITER计划与组织的最高决策机构，由七个成员方政府分别派出经各自外交部授权的4名代表（Representative）及根据会议需要的提名专家组成，其角色和职责与公司的董事会十分相像，即：从计划利益最大化的角度出发，负责推动、指导和监督ITER组织为了实现既定目标所开展的活动。需要指出的是，出席理事会的各方代表团中，仅限持有外交部全权证书的代表们有权代表各方政府在会上发言，专家参会的主要目的是为出席会议的各方政府代表团提供咨询及参考意见，在会上不享有发言的权利，且要受到具体会议议程安排的限制，不能出席一些敏感或重大议题的闭门会议。
理事会设有主席和副主席各一名，由各方在现有理事会代表中提名并经理事会一致同意后产生。根据《组织协定》，除非另有决定，理事会每年分别在6月和11月召开会议，讨论决定ITER计划及组织的重大事项，也可应某成员方或总干事的请求决定召开特别理事会会议。从ITER理事会的实际会议情况来看，出席会议的成员方代表团一般由副部长及以上级别的高官担任代表团团长，团员来自各方的外交部、ITER计划主管部门以及国内执行机构和聚变研究院所。
根据《组织协定》规定，理事会的主要职责有：
第一，总干事的任命、更换及任期延长；
第二，必要时修订ITER组织《职员管理条例》和《项目资源管理条例》；
第三，根据总干事建议，决定ITER组织的主要管理结构和人员配备；
第四，根据总干事建议，任命高级职员；
第五，根据《组织协定》，任命财务审计委员会成员；
第六，根据《组织协定》，决定ITER组织管理评估（Management Assessment, MA）的工作范围，并任命管理评估员；
第七，核准总费用分摊方案的调整；
第八，核准年度计划和通过ITER组织的年度预算；
第九，核准ITER组织的年度账务；
第十，通过年度报告；
第十一，批准缔结国际合作协议或安排；
第十二，根据总干事建议，通过知识产权管理与信息扩散规则；
第十三，根据总干事建议，批准为促进各成员方内部相关聚变计划之间的合作所开展的工作，以及为促进这些计划与ITER组织之间的合作所开展的工作；
第十四，根据《组织协定》，做出其他国家或国际组织加入本协定的决定；
第十五，决定是否提议由国际出口控制机构考虑将材料、设备和技术纳入其控制清单，能够制定支持和平利用和不扩散的政策；
上述主要事项以及《组织协定》中规定的其他内容构成了ITER理事会的职责，这些事项也构成了每届理事会的会议议程，并根据会议需求于会前进行适当调整。从理事会实际召开的情况来看，讨论的议题都是事关计划和项目进展的关键议题。
《组织协定》中明确规定，理事会可根据工作需要，建立相应的辅助机构，为理事会提供咨询和建议。ITER理事会曾设有如下附属机构：管理咨询委员会（Management Advisory Committee，MAC）、科技咨询委员会（Science and Technology Advisory Committee，STAC）、财务审计委员会（Financial Audit Board，FAB）、负责理事会日程事务的管理与协调的筹备工作组（Council Preparatory Working Group，CPWG）、出口控制与核不扩散工作组（Export Control and Non-Proliferation Working Group，ECWG）、知识产权工作组（Intellectual Property Management and Disseminiation of Information Working Group, IPWG）以及测试包层模块项目委员会（Text Blanket Module Program Committee, TBM-PC）。而后，ITER理事会根据实际工程进展对附属机构进行了调整，如：ECWG及IPWG在制定ITER出口控制与核不扩散、知识产权政策后，已经完成理事会交办的任务，便从各方政府主管部门派员组成的工作组改为由ITER组织及各DA派员组成的工作层联络组；TBM-PC也根据实际工作调整，在完成了理事会交办的一系列任务后，改为由ITER组织牵头的工作组。目前，理事会及其附属机构设置如下：
ITER理事会及其附属机构MAC、STAC的主席和副主席及FAB主席共七个高层职位由ITER计划七方各派一人担任，并按照一定顺序在七方进行周期性轮换，每一届主席及副主席任期一年，经理事会批准后可续任3次，总任期不超过4年。根据目前理事会及其附属机构的实际轮值情况，主席及副主席的总任期一般为两年（1年+1年续任）。2007年11月召开的ITER第一届理事会任命了首任轮值主席及副主席，而后按照每两年更新一次的安排在七个成员方中轮值。这就为各方通过各自轮值主席从不同层面上影响ITER计划提供了机会。自2025-08-06起，ITER理事会及其附属机构主席、副主席轮值情况如下：
为了确保各个机构的有序运作，ITER理事会及其附属机构均制定了《议事规则》。参照理事会运作模式，ITER理事会及ITER组织成立的临时机构或工作均制定了议事规则或工作章程（Terms of Reference, ToR），做到规范管理、有章可循。根据理事会《议事规则》，要求各方采用协商一致的方式决策ITER重大事项。