美联储由在华盛顿的联邦储备委员会和分布在美国各地区的12家联邦储备银行组成。这也是伍德罗·威尔逊总统的一种尝试和改进：他不只在华盛顿建立一家中央银行，还在全美各大主要城市创建了12家联邦储备银行。12个联邦储备区，其中每一个区都有一家联邦储备银行。
位于华盛顿的联邦储备委员会监管着整个系统，这种机构安排的价值在于其创建了一家真正意义上的中央银行，一个能代表这个国家每个地区人民利益的央行。国家经济各方面的信息也都能汇集到华盛顿。
直至现在，美联储基本上延续了这一架构，这也保证了美联储在制定货币政策时，会考虑整个国家所有不同联邦储备银行的意见，再在国家层面上制定相关政策。
这也正是美联储作为央行得以存续下去的重要保证，昔日的第一银行、第二银行之所以被迫关闭，皆是因为其集中于美国东北部的费城，这造成很多人误解，认为其主要服务于东北部的一些富豪商人，而不是所有美国人。
如今，美联储在成立时便认真吸取了这个教训。
此外，在组织形式上，美联储采用的是联邦政府机构加非营利性机构的双重组织结构，从而避免了货币政策完全集中在联邦政府手里的情况发生。美联储将12个联邦储备银行设立为非营利机构的根本原因就在于，其在制定货币政策时能兼顾政府和私营部门的心声。
不过，需要注意的是，联邦储备银行与一般的私营组织也不尽相同，比如，其并不以营利为目的，而是与联邦储备局共同承担美国中央银行的公共职能。
直到今天，这12家联邦储备银行的总部分别位于波士顿、亚特兰大、纽约、费城、里士满、克利夫兰、芝加哥、明尼阿波利斯、堪萨斯城、圣路易斯、达拉斯以及旧金山。其中，纽约、芝加哥和旧金山三座联邦储备银行的资产最为庞大，占到了美联储总资产的一半。在其他的25座大中城市，美国联邦储备银行也设立了分支机构。
在管理方面，每家联邦储备银行都由9名兼职董事组成的董事会来管理。每家区域性储备银行都是一个法人机构，拥有自己的董事会。会员银行是美国的私人银行，除国民银行必须是会员银行外，其余银行是否加入完全出自自愿。
美国联邦储备局奉行“独立”和“制衡”的基本原则。
在制衡方面，该局的7名理事（包括主席、副主席在内）都由总统提名，并需经参议院审议通过，委员的任期长达14年，且原则上不允许连任，然而在实际操作中，联储委员经常在任期满之前就自动辞职，并由总统再次提名、参议院批准而获得实际连任。纽约联储主席以及其他4位成员主要由11位州联储主席每年轮流担任一次。对于货币政策的决议，如调高或调低再贴现率，采用合议兼表决制，一人一票，并且为“记名投票”，主席的一票通常投给原本已居多数的一方。
在独立性方面，美联储一向以人事独立与预算独立为人称赞，除理事会之外，另外还设有联邦公开市场操作委员会（FOMC），负责较长期的货币决策并依据外汇指导原则、外汇操作之授权作业与外汇操作程序进行外汇操作。由于美元在国际货币市场的强势地位，美国联邦储备局在外汇市场的干预行动备受汇市关注。
