W skład Urzędu wchodzą następujące komórki organizacyjne:

Biuro Prezesa,
Biuro Współpracy Międzynarodowej,
Biuro Administracyjno-Budżetowe,
Departament Organizacyjno-Prawny,
Departament Regulacji Transportu Kolejowego,
Departament Nadzoru Eksploatacyjnego i Bezpieczeństwa Ruchu,
Departament Zezwoleń Technicznych i Interoperacyjności,
Stanowisko do spraw Ochrony Informacji Niejawnych i Ochrony Danych Osobowych,
Stanowisko do spraw Audytu Wewnętrznego.

W skład UTK wchodzą również oddziały terenowe z siedzibą:

1. w Warszawie, działający na obszarze województw mazowieckiego, łódzkiego i podlaskiego,

2. w Lublinie, działający na obszarze województw lubelskiego i świętokrzyskiego,

3. w Krakowie, działający na obszarze województw małopolskiego i podkarpackiego,

4. w Katowicach, działający na obszarze województw śląskiego i opolskiego

5. w Gdańsku, działający na obszarze województw pomorskiego, warmińsko-mazurskiego i kujawsko-pomorskiego,

6. we Wrocławiu, działający na obszarze województw dolnośląskiego i lubuskiego,

7. w Poznaniu, działający na obszarze województw wielkopolskiego i zachodniopomorskiego.