Pour remplir ses missions, l'UNICEM dispose d'une structure nationale organisée autour de services fédéraux, animés par une équipe de permanents, et de commissions ou groupes de travail, présidés par des professionnels mandatés.

Les entreprises qui adhèrent à l'UNICEM le font par l'intermédiaire de syndicats spécifiques, nationaux ou régionaux, qui relaient et complètent les actions fédérales.

Les adhérents à l'UNICEM, répartis sur l'ensemble du territoire national, ont besoin d'un appui syndical rapproché. C'est pourquoi, l'UNICEM a mis en place 19 syndicats régionaux.

Par ailleurs, plusieurs activités industrielles s'exerçant sur un territoire géographique déterminé sont gérées directement par les UNICEM régionales (galets de mer en Picardie, pouzzolane et lave en Auvergne, grès en Alsace).

Créés à l'initiative de l'UNICEM et administrés par des professionnels, les organismes de conseil et de soutien apportent aux entreprises les compétences techniques spécifiques dans les domaines de l'environnement, de la formation et de la prévention des risques.