สหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศมีสำนักเลขาธิการใหญ่ ซึ่งมีเลขาธิการ (อังกฤษ: Secretary General) เป็นผู้บริหารสูงสุด ในการบริหารจัดการงานรายวันของสหภาพฯ และภาคส่วนต่าง ๆ ซึ่งประกอบด้วย 4 ภาคส่วน ในภารกิจด้านต่าง ๆ ดังนี้[1][2]

• ภาคการสื่อสารวิทยุ (ITU-R, Radiocommunication Sector) - มีหน้าที่บริหารแถบคลื่นความถี่วิทยุระหว่างประเทศ และทรัพยากรต่างๆ สำหรับการโคจรของดาวเทียม ITU-R มีสำนักเลขาธิการเรียกว่า สำนักการสื่อสารวิทยุ (Radiocommunication Bureau, BR) ซึ่งก่อนปี ค.ศ. 1992 เป็นคณะกรรมการที่ปรึกษาการวิทยุระหว่างประเทศ (International Radio Consultative Committee, CCIR)[3]
• ภาคการกำหนดมาตรฐานโทรคมนาคม (ITU-T, Telecommunication Standardization Sector) - การกำหนดมาตรฐานโทรคมนาคม เป็นกิจกรรมที่มีมาช้านานของสหภาพฯ และเป็นภารกิจที่รู้จักกันเป็นอย่างดี ในระดับสากล ITU-T มีสำนักเลขาธิการเรียกว่า สำนักมาตรฐานโทรคมนาคม (Telecommunication Standardization Bureau, TSB) ซึ่งก่อนปี ค.ศ. 1992 เป็นคณะกรรมการที่ปรึกษาโทรเลขและโทรศัพท์ระหว่างประเทศ (International Telephone and Telegraph Consultative Committee, CCITT)[4]
• ภาคการพัฒนาโทรคมนาคม (ITU-D, Telecommunication Development Sector) - จัดตั้งขึ้นเมื่อปี ค.ศ. 1992 เพื่อส่งเสริมการเข้าถึงสารสนเทศ และเทคโนโลยีสารสนเทศในนานาประเทศ อย่างเท่าเทียม พอเพียง และด้วยค่าใช้จ่ายที่ยอมรับได้ ITU-D มีสำนักเลขาธิการเรียกว่า สำนักพัฒนาโทรคมนาคม (Telecommunication Development Bureau, BDT)[5]
• ภาคการจัดงาน ไอทียู เทเลคอม (ITU TELECOM) - เป็นการจัดงานแสดงสินค้า การประชุม และนิทรรศการระหว่างประเทศ โดยนำเทคโนโลยีชั้นนำ จากอุตสาหกรรมไอซีทีมาจัดแสดง รวมทั้งเชิญรัฐมนตรี ผู้บริหารระดับสูงของหน่วยงาน และผู้กำกับดูแลกิจการโทรคมนาคมของประเทศต่างๆ มาร่วมการประชุม เพื่อนำเสนอ และอภิปรายปัญหาการสื่อสารในระดับโลกด้วย[6]