De TNO Raad van Toezicht heeft tot taak om toezicht te houden op het beleid van de Raad van Bestuur en deze met raad bij te staan. De TNO Raad van Toezicht bestaat uit zeven leden die zonder last- of ruggespraak bij Koninklijk Besluit worden benoemd. Bij de voorzitter en drie leden gebeurt dit op voordracht van de Minister Economische Zaken Landbouw en Innovatie (waarvan één op aanbeveling van de Centrale Ondernemingsraad). Drie leden worden op voordracht van de Minister van Onderwijs Cultuur en Wetenschappen benoemd.

De huidige samenstelling van de TNO Raad van Toezicht is:
Dr. C.A. Linse (voorzitter)
Prof. dr. J.M. Bensing
jkvr. ir. I.H.J. Vanden Berghe
H.W. Broeders
drs. C. van Dijkhuizen
I.G.C. Faber MBA
Prof.dr.ir. P.P.C.C. Verbeek

Dr.ir. E.I.V. van den Hengel, secretaris