《联合国宪章》规定，联合国有六大主要机构：联合国大会、安全理事会、经济及社会理事会、托管理事会、秘书处和国际法院。其中，托管理事会随着联合国最后一块托管领土帕劳的独立，于1994年停止运作。
除国际法院位于荷兰海牙例外，其余联合国主要机构总部均位于美国纽约市国际领土上的联合国总部中；其余各大机构总部则位于瑞士日内瓦、奥地利维也纳和肯亚内罗毕的办事处里。其他的联合国机构则遍及世界各地。
联合国共有六种用于政府间会议和文档的官方语言，分别为阿拉伯语、汉语、英语、法语、俄语和西班牙语。秘书处则使用英语和法语两种语言为工作语言。
联合国大会是联合国的主要审议机构，由所有联合国成员国组成，每年定期举行一次会议，由成员国选举推派出大会主席。在会议开始后的两周内，所有成员国均有机会在大会上演讲。传统上秘书长会首先发表演说，然后则由大会主席发言。1946年1月10日，联大的第一次会议在英国伦敦威斯敏斯特中央大厅，共有51国代表出席。
在对重大问题表决时，需要三分之二多数的成员国赞成方可通过。此类重大问题包括：选举机构成员，授予、暂缓或开除成员国资格，以及预算事项等。其余问题则需要多数成员国赞成才能通过。每个成员国都有一票可投。除了预算审批事项，决议对成员国不具有约束力。大会可以在联合国框架内对任何事项提出建议，但和平和安全方面的部分事项则由安全理事会审议。
安全理事会的职责是维护国与国间的和平和安全。与联合国其他机构只能对成员国提出“建议”不同，安全理事会有权对承诺履行《联合国宪章》第25条的联合国会员国作出具有法律约束性的决议。
安全理事会由15个成员国组成，其中现在5个常任理事国：中国、美国、英国、法国、俄罗斯；十个非常任理事国，现任国家有：波斯尼亚和黑塞哥维那、巴西、哥伦比亚、加蓬、德国、印度、黎巴嫩、尼日利亚、葡萄牙和南非。五个常任理事国拥有对实体而非程式决议（英语：Substantive resolutions）的否决权；因此，任一常任理事国能够否决它们不接受的决议，但不能阻止对这项决议的讨论。十个非常任理事国任期两年，在确保区域平衡的前提下由联合国大会选举产生。有70多个联合国会员国从未担任安理会理事国。安理会主席一职按理事国国名英语字母顺序每月轮换。
联合国秘书处由秘书长领导，并由国际公务员协助。秘书处向联合国机构的会议提供研究、资讯和设施，并执行安全理事会、联合国大会、经济及社会理事会和其他联合国机构下达的任务。联合国宪章要求秘书处在挑选工作人员时“应以求达效率、才干及忠诚之最高标准为首要考虑”，并在可能范围内充分注意地域上的普及。
按照宪章的规定，秘书处工作人员不得请求或接受联合国外任何政权的指示。联合国成员国都应尊重秘书处的国际性，而不设法影响其工作人员。秘书长本人负责遴选工作人员。
秘书长的职责是协助解决国际争端、管理维和行动、举办国际会议、收集安理会决议实施的情况并与成员国政府商榷各项措施。人道事务协调厅和维持和平行动部在上述领域发挥着关键作用。秘书长可以将其所认为可能威胁国际和平和安全的任何事件，提请安理会注意。
秘书长是秘书处的领导人，同时也是联合国实际上的发言人和领袖。现任秘书长是安东尼奥·古特雷斯，他在2017年从潘基文手中接任了这一职务。潘基文的第一次任期于2011年结束，其后他再获委任到2016年。
在罗斯福的设想里，联合国秘书长应是一位“国际事务调停者”（world moderator）；按照联合国宪章的定义，这一职位是该组织的“行政首长”。同时，宪章许可秘书长“得将其所认为可能威胁国际和平及安全之任何事件”提请安理会注意，使其在世界舞台上有更大的活动空间。该职位现已演变为联合国的双重管理角色、外交官和发言人，负责解决成员国之间的纠纷，并在国际性问题上谋求共识。
秘书长由安全理事会提名，并由联合国大会表决任命；理论上，如果联大表决时未达多数票数，安理会的提名可被否决，但该情况至今尚未发生过。对于秘书长的任期，联合国未作具体规定。
国际法院是联合国的主要司法机构。它在1945年根据联合国宪章成立，并在次年取代常设国际法院开始运作。《国际法院规约》与其前任的规约类似，是定立并规范法院运作的主要宪制性档。
国际法院位于荷兰海牙和平宫，与一所私立的国际法研究中心海牙国际法学院共用一座建筑。国际法院的部分现任法官亦是该学院的校友或前教员。设立国际法院的目的，是裁决国家之间的纠纷。国际法院曾审理过战争罪、非法的国家干预及种族清洗的案件。其中，仍有案件尚在审理中。
2002年，在经过了联大发起的一系列国际讨论后，国际法院的相关机构国际刑事法院开始运作：这是首个负责审判触犯国际法最严重罪行（包括战争罪和种族灭绝罪）的常设国际法院。国际刑事法院在人事和财政上独立于联合国运作。但是，国际刑事法院理事机构的一些会议、《罗马规约》缔约国大会（英语：States Parties to the Rome Statute of the International Criminal Court）则由联合国负责举办。国际刑事法院和联合国定立了关系协定，以规范和指导双方的关系与合作。
经济及社会理事会是协助联合国大会促进国际经济及社会合作和发展的机构。经社理事会共有54个成员国，均由联合国大会选举产生，任期三年。理事会主席任期一年，均从理事会的中小型国家代表中选出。经济及社会理事会在每年7月举行一次为期4周的实质性会议。从1998年起，在每年4月，理事会还会与负责布雷顿森林体系的世界银行和国际货币基金组织的主要委员会财政部长们举行另一场会议。从理事会负责协调的专门机构看来，经济及社会理事会的职责包括收集资讯、向成员国提出意见和建议。此外，经社理事会的定位利于保持其政策连贯性，并有助于它协调联合国附属机构之间的职能交叉。这些角色，让经济及社会理事会成为了联合国中最活跃的机构。
