宋朝中央機構可分為行政、軍事、財政、司法監察和為皇室服務的機構等五個系統。
從行政系統看，最高長官仍為宰相，其特點有二，一是官名變化多，二是權力小於前代。宋初，沿唐後期和五代制度，設中書門下。中書門下設於宮中，又稱政事堂，為正、副宰相治事之所。正宰相稱同中書門下平章事，副宰相稱參知政事，各設一至三人。下設孔目、吏、戶、兵禮、刑等五房，置檢正五房公事、提點五房公事等官，處理具體事務。神宗元豐五年(公元1082年)改革官制，撤銷中書門下，恢複唐初三省六部制度，以尚書左僕射兼門下侍郎為左相，尚書右僕射兼中書侍郎為右相，以門下侍郎、中書侍郎、尚書左右丞為副相。徽宗時候，改左僕射為太宰，仍兼門下侍郎，稱首相；改右僕射為少宰，仍兼中書侍郎，稱次相。欽宗時候，恢複元豐制度。高宗建炎三年(公元1129年)，又以左、右僕射兼同中書門下平章事為宰相，參知政事為副宰相。孝宗乾道八年(公元1172年)，改左、右僕射兼同中書門下平章事為左、右丞相，仍以參知政事為副宰相。北宋相權小於前代，遠不如漢、唐，這是因為北宋初葉推行了二府三司共同治國的權力體系，軍政由樞密院掌管，財政由三司掌管，宰相只是行政首腦。同時參知政事定為宰相副職，也形成了對宰相的有力牽制。元豐改制雖然取消三司，但二府「對掌大政」的局面並沒有徹底改變。
北宋前期，三省六部二十四司幾同虛設。《宋史·職官志》記：
中書令、侍中、尚書令不予朝政，侍郎、給事中不領省職，諫議無言職，起居不記注，中書常闕舍人，門下罕除常侍，司諫、正言(即唐朝拾遺、補闕)非特旨供職，亦不諫諍。至於僕射、尚書、丞、郎、員外，居其官不知其職者十常八九。
這些官稱失去了原有的意義，已不代表具體職務，僅作為官品高低、俸祿多寡的依據，稱為寄祿官，以至「使天子之大有司，廢為閑所」(《文獻通考·職官考六》)，而真正權力轉向一些新設置的機構。如掌管軍政的樞密院，總管財政的三司，掌管制、誥、赦、敕、圖書的學士院，掌受天下奏狀、案牘及頒布命令的銀台司、通進司、發敕司，負責中下級文武官員任命、考核、黜陟的審官東院、流內銓(簡稱銓司)、審官西院、三班院，負責禮儀的太常禮院等。元豐改制後，除少數機構外，這些機構大多陸續被撤銷，從而恢複了三省六部二十四司的職能。原中書門下之權分屬三省，中書省取旨，門下省覆奏，尚書省施行。三省成為最高政務機構。六部除兵部外，其他五部也得到充實，特別是吏部，不僅管中低級文官，而且管武官，職權比唐代有所擴大。南宋時候，中書省與門下省合併為中書門下省，與尚書省實為二省，但習慣上仍稱三省。三省不另設長官，由宰相、副相通治或分治三省事務。六部設官減少，各部或由尚書或由侍郎主持部務。二十四司亦有所省並。
宋朝寺監設置有太常、宗正、衛尉、太僕、大理、鴻臚、司農、太府九寺，國子、少府、將作、司天、軍器六監。北宋前期九寺六監中，除大理寺、國子監、司天監、都水監、軍器監外，與三省六部情況相仿，名存實亡，職權被其他機構奪取。元豐改制後，撤銷司天監，另設太史局，九寺五監始各專其職，設官職掌，一如唐制。但各寺職務繁簡不一，《塵書·諧謔》記載：太府寺因所隸事務繁多，有「忙卿」之稱；司農寺因所掌倉庫分布很廣，有「走卿」之稱；光祿寺因掌酒醴膳饈，有「飽卿」之稱；鴻臚寺掌四鄰各國朝貢，而宋朝國勢弱，朝貢者少，有「睡卿」之稱。南宋時候，各寺監有所省並，如鴻臚寺、光祿寺併入禮部，衛尉寺、太僕寺併入兵部，少府監、都水監併入工部。
從軍事系統看，北宋中央可稱為樞密院——三衙體制。樞密院是總管全國軍事的最高行政機構，與中書門下並稱二府。樞密院的職責是：「掌軍國機務、兵防、邊備、戎馬之政令，出納密令，以佐邦治。凡侍衛諸班直、內外禁兵招募、閱試、遷補、屯戍、賞罰之事皆掌之。」(《宋史·職官志二》)樞密院長官為樞密使或知樞密院事，次官是同樞密院事或樞密院副使，資歷再次者則稱簽書樞密院事或同簽書樞密院事。樞密使的地位相當於同中書門下平章事，副使相當於參知政事。樞密院主次官與參知政事同稱「執政官」。宰相與執政官又合稱「宰執」。樞密院下設兵、吏、戶、禮諸房，置都承旨、副都承旨，分管各種具體事務。宋朝樞密院與唐朝樞密院不同的是長官多由文人擔任，不用宦者，武將任此職者也極少，僅曹彬、王德用、狄青數人。樞密院有調兵之權，但不直接統領軍隊。掌管禁軍的是三衙。宋初沿用後周制度，設殿前司與侍衛司。但殿前都點檢、副都點檢與侍衛司的都指揮使、副都指揮使、都虞候，逐漸不再任命。以後，侍衛司又分裂為侍衛馬軍司和侍衛步軍司，與殿前司合稱三衙。三衙長官都稱都指揮使，副職有副都指揮使、都虞候。其屬有指揮等武官。宋初三衙長官有統兵出征者，後來則無。樞密院與三衙互相牽制，平日樞密院掌握調兵權，三衙掌握管理訓練權，統兵出征時則另外遣將，三者都不能擁兵自重，從而防止了宋代兵變的發生。
從財政系統看，國家財政管理的主要機構是三司(戶部)和內庫。三司指鹽鐵、度支、戶部，唐朝分立(偶有合設)，五代合一，宋初沿五代舊制，為總管全國財政的機構，號稱計省，地位僅次於中書門下和樞密院。三司及鹽鐵、度支、戶部三部各設正使、副使、判官。三司使稱計相，地位略低於參知政事。元豐改制時，撤銷三司，分其職於尚書省戶部。三司使則由戶部尚書取代。但全國財政大權又絕非尚書省所屬戶部所能全面經理，所以北宋後期又有總領財賦官及經制使。經制使主要掌管東南財政。如果說三司或戶部是皇帝間接控制的國家財政機構，那麼內庫則是皇帝直接控制下的財政機構。內庫始於太祖建封樁庫，太宗時候擴大為內藏庫，以後內藏庫規模不斷擴大，收入大，支出廣，朝廷重大的財政開支多仰仗於內庫。內庫的主管，多為內臣或專門委派的朝臣，宰相、三司(戶部)皆不得過問。
從司法系統看，北宋前期有刑部、大理寺、御史台和審刑院。大理寺是審判機構，負責詳斷各地奏報案件。刑部掌刑法獄訟。不過北宋前期刑部職權多被侵奪，或由他官兼理，或由御史台來審斷。御史台有推直官和推勘官，負責司法方面的事務。審刑院設於宮中，有知院事一人和詳議官六人，「掌詳讞〔yan艷〕大理所斷案牘而奏之」(《宋史·職官二》)。北宋前期，凡案件經大理寺審斷，報審刑院複查，由知院事和詳議官寫出書面意見，上報中書，奏請皇帝裁決。事實上審刑院侵奪了刑部複審權，成為皇帝直接控制下的最高司法機構。宋神宗熙寧三年(公元1070年)，詔令審刑院併入刑部，重新恢複刑部和大理寺為最高司法機構。元豐改制後，刑部設尚書、侍郎、郎官、員外郎和都官郎中、比部郎中、司門郎中等官職；大理寺置卿、少卿、正、推丞、斷丞、評事、主簿等官職。宋代大理寺的特點是內部分左、右二寺，左寺斷刑(判決)，右寺治獄(審問)。審問與判決分別由不同機構官員擔任，可以互相監察，保證司法的質量。
最高監察機構仍是御史台。名義上的最高長官是御史大夫，只是作為加官，授予其他官員，真正的長官是御史中丞。下屬機構與唐朝相同，有台、殿、察三院。與唐朝不同的是，宋初監察職務多由他官兼領，御史常為寄祿官，實際任職者很少。元豐改制，始正其職。此外，宋朝監察御史無分察地方之責，主要是監察尚書六部。與御史台職能相近的有諫官。宋初沿唐制，設左右諫議大夫、補闕、拾遺。宋太宗時候，改補闕、拾遺為司諫、正言。這些官職，雖名為諫官，但無詔令並不任事。宋仁宗初年(公元1023年)，正式成立諫院，長官稱知諫院事，以司諫、正言充任。元豐改制，廢諫院，以左右諫議大夫、司諫、正言任諫職，分隸門下、中書兩省。高宗建炎三年(公元1129年)，復設諫院。宋以前各朝台(御史)、諫(諫官)職責分明，宋朝開台諫合一之端。諫官並不單任諫職，也常糾舉彈劾大臣；御史台御史除主監察外，也有進言規諫之責。二者雖各有側重，但事權常常相混，故並稱台諫。
宋承唐制，也設有翰林學士院。唐朝翰林學士院不是國家正式機構，宋朝則正式成為國家機構。學士院中有翰林學士若干。學士中資歷深者稱承旨。入院未授學士銜的稱直院。如學士缺，他官暫代學士職務的稱權直。冠有翰林之名而不屬學士院的有翰林侍讀學士、翰林侍講學士，以在皇帝左右進講書史為職。宋代翰林學士待遇優異，地位僅次於正副宰相、樞密使和三司使，為群臣所仰慕。原因有二，一是職事重要，皇帝青睞。學士院地處宮禁，負責起草朝廷制誥赦敕等各種重要文書，同時備皇帝顧問，往往能以個人的意志影響皇帝。二是軍政二府首腦多為翰林學士出身，是一般官員所企盼的