É formado por representantes de entidades e movimentos sociais de usuários do Sistema Único de Saúde (SUS), entidades de profissionais de saúde, incluída a comunidade científica, entidades de prestadores de serviço, entidades empresariais da área da saúde e governo federal.  

Os representantes do governo, do Conselho Nacional de Secretários de Saúde (Conass) e Conselho Nacional de Secretarias Municipais de Saúde (Conasems) são escolhidos por processo eleitoral interno. 

A fim de manter o equilíbrio dos interesses envolvidos, a distribuição das vagas do pleno é paritária, ou seja, 25% de usuários, 25% de trabalhadores e 25% de prestadores de serviço e 25% de gestores. 

Apesar de não ter sido previsto em lei, o Conselho Nacional de Saúde (CNS) criou as comissões de Alimentação e Nutrição; Vigilância Sanitária e Farmacoepidemiologia; Recursos Humanos; Ciência e Tecnologia; Saúde do Trabalhador; e Comissão de Orçamento e Finanças, com o objetivo de assessorar o pleno do CNS, e fornecerem subsídios de discussão para deliberar sobre a formulação da estratégia e controle da execução de políticas públicas de saúde.