يتألف المجلس التنفيذي من 41 عضوا. ينتخبهم المؤتمر لولاية مدتها سنتان. ويكون لكل دولة طرف، وفقا لمبدأ التناوب، الحق في أن تُمثَّل في المجلس التنفيذي. وتقتضي الاتفاقية، ضماناً لفعالية هذا المجلس، أن يولى في تأليفه الاعتبار الواجب للتوزيع الجغرافي العادل، ولأهمية الصناعة الكيميائية، وللمصالح السياسية والأمنية. وتُمَثَّل كل مجموعة إقليمية فيه، وفقا لصيغة مفصَّلٍ عرضُها في الاتفاقية، على النحو التالي: تسعة أعضاء من أفريقيا؛ وتسعة أعضاء من آسيا؛ وخمسة أعضاء من أوروبا الشرقية؛ وسبعة أعضاء من أمريكا اللاتينية والكاريبي؛ وعشرة أعضاء من أوربا الغربية والدول الأخرى؛ وعضو واحد يعيَّن دوريا مرة من آسيا ومرة من أمريكا اللاتينية والكاريبي.
 إن المجلس هو الهيئة التنفيذية للمنظمة. وهو مسؤول أمام المؤتمر. ويضطلع بجميع السلطات والوظائف الموكلة إليه بموجب الاتفاقيـة، وبالوظائف التي يفوضها إليه المؤتمر. وفي قيامه بذلك يجب عليه أن يعمل طبقا لتوصيات المؤتمر وقراراته وإرشاداته، وأن يكفل تنفيذها باستمرار وعلى الوجه الصحيح.
 وتتمثل المهام المنوطة بالمجلس التنفيذي في تعزيز تنفيذ الاتفاقية والامتثال لها على نحو فعال. كما يتعيَّن عليه أن يشرف على أنشطة الأمانة الفنية؛ ويتعاون مع الهيئة الوطنية لكل دولة طرف؛ وييسّر التشاور والتعاون فيما بين الدول الأطراف بناء على طلبها. وتوجد قائمة كاملة بالجوانب المتعدّدة لعمله في الفقرة 32 من المادة الثامنة من الاتفاقية. ومن أهم وظائفه ما يلي: اتخاذ تدابير في حالة عدم امتثال دولة طرف للاتفاقية، وبما في ذلك تقديم توصيات إلى المؤتمر بشأن ما يتعين اتخاذه من تدابير في هذا الصدد؛ ودراسة مشروع برنامج وميزانية المنظمة ومشروع تقرير المنظمة عن حال تنفيذ الاتفاقية، وتقريره عن أداء أنشطته، وتقديم كل ذلك إلى المؤتمر؛ وتقديم توصية إلى المؤتمر فب شأن تعيين المدير العام.
وللمجلس التنفيذي صلاحيات تنفيذية طائلة فيما يتعلق بتطبيق الاتفاقية. فهو مخوَّل، بدون الرجوع إلى المؤتمر، أن يُبرم اتفاقات مع الدول الأطراف باسم المنظمة، فيما يتصل بالمساعدة والحماية من الأسلحة الكيميائية. كما يجوز له إقـرار الاتفاقات أو الترتيبات المتصلة بتنفيذ أنشطة التحقق، التي تتفاوض بشأنها الأمانة الفنية مع الدول الأطراف، مثل اتفاقات المرافق. وإضافة إلى ذلك يجوز للمجلس، رهنا بموافقة المؤتمر المسبقة، عقد اتفاقات مع الدول والمنظمات الدولية باسم المنظمة.
ويضطلع المجلس بدور حاسم في تذليل حالات الغموض ومباعث القلق المتعلقة بالامتثال للاتفاقية. فهو الهيئة المركزية الأولى المعيَّنة بموجب الاتفاقية لحل كل هذه المسائل المثيرة للقلق، كما تقدَّم وصفه بمزيد من التفصيل في المقاطع المتعلقة بعمليات "التفتيش بالتحدي" [التفتيش المستعجل المجرى بناء على تشكيك]، وعمليات التحقيق في حالات الادعاء باستخدام الأسلحة الكيميائية. وقد أُسند إلى المجلس أيضا دور خاص فيما يتعلق بطلبات المساعدة والحماية من استخدام الأسلحة الكيميائية أو التهديد باستخدامها، طبقا لأحكام المادة العاشرة من الاتفاقية.
ثم إن المجلس مخوَّل أيضاً صلاحيات خاصة في حالات النزاع بين دول أطراف بشأن تفسير الاتفاقية أو تطبيقها.