OISTには学部がなく、神経科学、分子・細胞・発生生物学、数学・計算科学、環境・生態学、物理学・化学に大別される分野の研究ユニットが約60ある。
5年間、ローテーション一貫教育を受ける学生は、所属予定ユニットを含め3つのユニットを経験する。
しかも、3つのうち最低1つは専門分野外のユニットを経験する必要があるため、おのずと分野の垣根を越えた視座や知識の幅が広がる。
これがOISTの優れた学際性につながっているといえる。

2002年、当時の総理大臣であった小泉純一郎氏が設置構想の推進を表明。
2005年、この構想の推進主体として独立行政法人沖縄科学技術研究基盤整備機構が発足し、2011年11月に「学校法人沖縄科学技術大学院大学学園」として設立された。