Le paragraphe 2 de l’article VIII de la Convention dispose que « tous les États parties à la présente Convention sont membres de l’Organisation». Un État devient partie, et par conséquent membre de l’Organisation, de deux manières différente -en ratifiant la Convention ou en y adhérant. Les instruments de ratification ou d’adhésion doivent être déposés auprès du Dépositaire désigné de la Convention, qui est le Secrétaire général de l’Organisation des Nations Unies (article XXIII).

La Convention est entrée en vigueur le 29 avril 1997, c’est-à-dire 180 jours après la date du dépôt du soixante-cinquiéme instrument de ratification (article XXI, paragraphe 1). L’entrée en vigueur de la Convention a eu pour effet simultané de créer l’OIAC. À la date de l’entrée en vigueur, 87 États avaient signé et ratifié la Convention et étaient ainsi devenus de fait membres fondateurs de l’Organisation. À cette date, 78 autres États avaient signé la Convention mais n’avaient pas encore déposé leur instrument de ratification. Ces États signataires continuent d’être habilités à ratifier la Convention après son entrée en vigueur. Les États qui n’ont pas signé la Convention avant son entrée en vigueur peuvent y adhérer. À l’égard des États dont les instruments de ratification ou d’adhésion sont déposés auprès du Secrétaire général de l’Organisation des Nations Unies, qui est le Dépositaire de la Convention, la Convention entre en vigueur le trentième jour qui suit la date de dépôt de leurs instruments. (Articles XXI, paragraphe 2)

La composition de l’OIAC est comparable à celle d’autres organisation/instruments multilatéraux plus anciens, par exemple l’Agence internationale de l’énergie atomique et la Convention sur les armes biologiques. L’Organisation compte actuellement parmi ses membres tous les Membres permanents du Conseil de sécurité de l’Organisation des Nations Unies, tous les pays qui ont une industrie chimique importante et des pays de toutes les régions du monde. Il n’en demeure pas moins que l’Organisation continue de se fixer pour objectif principal l’amélioration de son universalité.

Étant donné qu’aux termes de son article XVI, paragraphe 1, la Convention à une durée illimitée, la qualité de membre de l’Organisation est illimitée elle aussi (sous réserve, bien entendu, de la possibilité pour un État de dénoncer la Convention). L’article VIII dispose qu’aucun État partie ne peut être privé de sa qualité de membre de l’Organisation. Un État partie perd toutefois son droit de vote si le montant de ses arriérés de contribution est égal ou supérieur à la contribution due par lui pour les deux années complètes écoulées. La Conférence «peut néanmoins autoriser ce membre à participer au vote si elle constate que le manquement est dû à des circonstances indépendantes de sa volonté» (Article VIII, paragraphe 8).