iTHEMSを構成する研究グループはセル(細胞)と呼ばれます。それぞれのセルは従来の研究室や研究機関の枠を超えて形成されます。セルはお互いに情報を交換しまた刺激しあい、時には融合したり増殖することもあります。この有機的な組織構成によりiTHEMSは常に革新的な国際研究拠点であり続けます。現在は、「極限宇宙」「生命進化」「数理AI」「新しい幾何学」の4つのセルがあります。