ระยะแรกของการก่อตั้ง บัณฑิตวิทยาลัยวิศวกรรมศาสตร์ สปอ. (ชื่อของสถาบันในขณะนั้น) ตั้งอยู่ในพื้นที่ของคณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ต่อมาได้รับการอนุมัติให้ใช้พื้นที่ประมาณ 1,000 ไร่ซึ่งเป็นที่ดินของรัฐบาลไทย อยู่บริเวณติดกับมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ศูนย์รังสิตในปัจจุบัน จึงได้พัฒนาเป็นที่ตั้งจนถึงทุกวันนี้

ด้านหน้าของสถาบันฯ เป็นพื้นที่สีเขียวเป็นแนวกว้าง เดิมได้ออกแบบเพื่อเป็นพื้นที่ถอยร่นใช้กันเสียงและมลภาวะจากภายนอก และใช้เป็นพื้นที่สนามกอล์ฟ 9 หลุมสำหรับนักศึกษาและบุคลากรของสถาบันฯ จนเมื่อปี พ.ศ. 2546 ได้มีโครงการเปลี่ยนพื้นที่สนามกอล์ฟเป็นพื้นที่สวนพฤกษศาสตร์เปิดให้บุคคลภายนอกได้ใช้ เป็นหนึ่งในพื้นที่สีเขียวที่สำคัญของจังหวัดปทุมธานี

นอกจากมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์แล้ว พื้นที่ติดกับสถาบันยังเป็นที่ตั้งของหน่วยงานทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสำคัญอย่าง อุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทย และสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ

นอกจากศูนย์หลักที่ตั้งอยู่ในประเทศไทยแล้ว ยังมีศูนย์เอไอทีเวียดนามที่ตั้งกระจายอยู่ตามเมืองสำคัญในประเทศเวียดนาม ได้แก่ กรุงฮานอย นครโฮจิมินห์ซิตี และเกิ่นเทอ ซึ่งเป็นศูนย์หลักในประเทศเวียดนามทั้ง 3 แห่ง และยังมีสำนักงานย่อยกระจายในเมืองต่างๆอีก 4 แห่ง โดยศูนย์เอไอทีเวียดนามนั้นก่อตั้งขึ้นตั้งแต่ปี พ.ศ. 2536 ภายใต้ข้อตกลงร่วมกับรัฐบาลเวียดนาม ทำให้เป็นสถาบันการศึกษานานาชาติแห่งแรกที่ตั้งอยู่ในประเทศเวียดนาม[11]