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馬德里大學的學術機構共分為19個系、11個大學學院、6個專科學校、20個研究所和10個專業進修學校。
全校的19個系分屬人文科學、社會科學、自然科學和醫學4大類，每個系設有教研室、圖書館、書店和複印社等部門。
馬德里大學共有11個大學學院，其中有5個是大學基礎普及教育學院，6個是大學專業學院（企業研究學院、光學學院、統計學學院、護理與理療學院、社會工作學院、圖書館學與文獻學院）。學院的學制通常為3年，主要從事大學基礎教育。
馬德里大學的研究所除承擔研究項目外，還開展培養碩士生的專業教學工作。全校的20個研究所是教育科學研究所、犯罪學研究所、現代語言與翻譯研究所、環境科學研究所、統計學研究所、人權研究所、拉蒙·卡斯楚維霍眼科研究所、胚胎學研究所、宗教研究所、藥品研究所、比較法學研究所、肉食品科學與工藝學研究所、人力資源研究所、工業藥學研究所、梅嫩德斯·皮達爾歷史研究所、套用磁學研究所、奧林匹克運動科學研究所、婦女問題研究所、俄羅斯文化與科學研究所、無線電通訊研究所。
西班牙作為歐洲共同體成員國，積極參與共同體資助的歐洲大學生流動規劃棗伊拉斯漠規劃（ERASMUS）。馬德里大學除支持和參與ERASMUS規劃外，還同下列學術交流項目有密切關係，歐洲共同體學分轉移規劃（ECTS）、新技術教育與培訓規劃（COMETT），增進外語知識規劃（LINGUA）、青年學者交流規劃（YES）、歐洲大學流動規劃（TEMPUS）、職業供求傳播系統（SEDOC）、促進經濟科學規劃（SPES）、共同研究中心（CCI）等等。
