يتكون مجلس المحافظين من 35 عضواً ويعتبر من أهم جهات اتخاذ القرار في الوكالة، خصوصاً في القضايا الحساسة مثل الضمانات التي تدخل ضمن مسؤولياتها للتحقق من الأنشطة السلمية للدول الأعضاء. يقوم المجلس أيضاً بدراسة البيانات المالية والبرنامج والميزانية، ويقدم توصيات إلى المؤتمر العام. يُعتبر مجلس المحافظين أحد الجهازين الرئيسيين في وضع السياسات إلى جانب المؤتمر العام السنوي للدول الأعضاء، حيث يراجع المجلس البيانات المالية والبرنامج والميزانية، ويقدم توصيات للمؤتمر العام، كما ينظر في طلبات العضوية ويصادق على اتفاقيات الضمانات ونشر معايير الأمان.
