Les services du CAS regroupait quatre départements :
Questions sociales ;
Affaires économiques et financières ;
Travail et emploi ;
Développement durable.
Le CAS comprenait une équipe permanente d'experts, et des conseillers scientifiques venant du monde de la recherche.
Situé au cœur des réseaux d'expertise nationaux et européens, le CAS bénéficiait des apports d'organismes français et étrangers pour la conduite de ses propres travaux : les ministères et les organismes administratifs français, l'Union européenne, les centres de recherche, les fondations et groupes de réflexion, les correspondants étrangers, etc.
Le CAS menait par ailleurs, de sa propre initiative, des études et analyses dans le cadre d'un programme de travail annuel.
Le Centre d'analyse stratégique était situé au 18 rue de Martignac, dans l'hôtel de Vogüé.
Le rapport de Bernard Carayon prévoyait de donner au Centre d'analyse stratégique une mission de consultation, en amont, des agents économiques, des partenaires sociaux, et des experts concernés, sur les dossiers pouvant aboutir à des textes législatifs européens.
Départements
Le Centre d’analyse stratégique comprenait quatre départements sectoriels :
Économie - Finances
Entreprises, concurrence, politique industrielle, consommation, revenus, pouvoir d’achat, Stratégie de Lisbonne, suivi du programme national de réforme, fiscalité, finances publiques
Développement durable
Énergie, transports, innovation, recherche et développement (R&D), aménagement, urbanisme, agriculture, milieux naturels, développement durable
Questions sociales
Intégration sociale, santé, bioéthique, financement de la protection sociale, démographie, structures familiales, relations entre les générations, handicap
Travail - Emploi
Travail, relations professionnelles, mouvements de main-d’œuvre, migrations, formation tout au long de la vie, fonctionnement du marché du travail, prospective des métiers, politiques de l’emploi, revenus.
Communication
Tous les travaux du CAS étaient publiés (mise en ligne sur son site Internet, édition des textes à La Documentation française).
Les principales publications périodiques du Centre d'analyse stratégique étaient également en ligne :