O Itep está organizado em núcleos de competência nas áreas de Alimento Seguro e Sustentável, Engenharia Sustentável, Sustentabilidade em Matrizes Ambientais, Gestão Territorial Sustentável e Energia Sustentável; que atuam na elaboração de pesquisas e soluções inovadoras com valor agregado e nível de excelência para a sociedade, empresas e setor público. Visando o incremento da competitividade empresarial e territorial, especialmente em Pernambuco, os núcleos de competência têm por foco o desenvolvimento de tecnologias para a sustentabilidade ambiental em consonância com a estratégia de Ciência, Tecnologia e Inovação do Estado. 

Integram os núcleos de competência, 12 laboratórios equipados com infraestrutura de ponta, alinhados aos sistemas de qualidade reconhecidos mundialmente, e uma equipe multidisciplinar formada por profissionais capacitados que estão em constante especialização. Hoje, o Itep é referência na oferta de soluções tecnológicas em Pernambuco e participa ativamente de grandes empreendimentos e projetos importantes tanto na área pública quanto no setor privado.