Organami Stowarzyszenia są:
Najwyższą władzą stowarzyszenia jest walne zebranie członków. W sprawach, w których statut nie określa właściwości władz stowarzyszenia, podejmowanie uchwał należy do walnego zebrania członków.
Zarząd kieruje działalnością Stowarzyszenia i reprezentuje je na zewnątrz. Do zakresu działania Zarządu Stowarzyszenia należy w szczególności realizacja uchwał Walnego Zebrania Członków, kierowanie bieżącą pracą Stowarzyszenia i zarządzanie jego majątkiem, podejmowanie uchwał dotyczących przyjęcia nowych członków Stowarzyszenia i wykluczenia członkostwa, uchwalenie okresowych planów działania i preliminarzy budżetowych, składanie sprawozdań z działalności Stowarzyszenia, decydowanie o wysokości, formie i terminach opłacania składek członkowskich.
Organem kontroli wewnętrznej Stowarzyszenia jest Komisja Rewizyjna, a w jej skład wchodzi trzech członków.
Do kompetencji Komisji Rewizyjnej należy przeprowadzenie co najmniej raz w roku kontroli merytorycznej i finansowej działalności Zarządu, składanie sprawozdań na Walnym Zebraniu Członków i zgłaszanie wniosków w przedmiocie absolutorium ustępującemu Zarządowi, przedstawienie Zarządowi protokołów pokontrolnych wraz z wnioskami, prowadzenie okresowych kontroli opłacania składek członkowskich, składanie wniosku o zwołanie Walnego Zebrania.
Działalność Zarządu wspierana jest przez Radę Naukową, skupiającą wybitnych przedstawicieli polskiego środowiska naukowego z obszaru sztucznej inteligencji.
Rada Naukowa PSSI została powołana na Walnym Zebraniu, które odbyło się dnia 28 lipca 2010 roku, jako statutowy organ doradczy. Do zakresu kompetencji Rady należy m.in. formułowanie opinii, rad i sugestii w kwestiach bieżącej działalności oraz inicjowanie i proponowanie przyszłych działań i kierunków rozwoju Stowarzyszenia. Ponadto do zadań Rady należy opiniowanie nagród naukowych przyznawanych przez PSSI oraz recenzowanie prac konkursowych, konferencyjnych w konkursach i konferencjach organizowanych przez PSSI.
Zgodnie ze Statutem PSSI członkami Rady Naukowej mogą być członkowie zwyczajni i honorowi PSSI, którzy zostali wybrani przez Walne Zebranie do zasiadania w tym organie. Kandydaturę na członka Rady Naukowej proponuje grupa minimum 3 członków PSSI. Choć statutowa formuła przyjmowania członków nie zobowiązuje do przedstawienia rekomendacji przez członka Rady Naukowej PSSI, jest to jednak mile widziane.