Основные направления деятельности представлены в пяти программных секторах: образование, естественные науки, социальные и гуманитарные науки, культура, коммуникация и информация. Существует также ряд сквозных тем, которые являются составной частью всех направлений. Основной принцип деятельности ЮНЕСКО — развивать и способствовать росту количества средств коммуникации между людьми и использовать эти средства для достижения взаимопонимания и более верных и совершенных знаний о жизни друг друга.

Устав ЮНЕСКО был принят на Лондонской конференции 16 ноября 1945 года и вступил в силу 4 ноября 1946 года после сдачи на хранение актов о его принятии двадцатью подписавшими его государствами.

Первая сессия ЮНЕСКО с действующим уставом прошла в Париже с 19 ноября по 10 декабря 1946 года. В ней приняли участие представители 30 государств.

Преамбула Устава раскрывает суть миссии ЮНЕСКО — укоренять в сознании людей идеи защиты мира, развивать и расширять связи между народами в целях взаимного понимания и предоставления всем людям полных и равных возможностей для получения образования, беспрепятственных исканий объективной истины и свободного обмена мыслями и знаниями.

В первой статье Устава Организация обозначает свою главную задачу — укрепление мира и безопасности через расширение сотрудничества народов в области образования, науки и культуры, а также обеспечения справедливости, законности и уважения прав человека вне зависимости от расы, пола, языка и религии.

Организация состоит из трёх взаимосвязанных органов — Генеральной конференции, Исполнительного совета и Секретариата, каждый из которых выполняет свои функции.

Генеральная конференция состоит из представителей государств-членов ООН. Она определяет направление деятельности ЮНЕСКО, принимает или отклоняет программы Исполнительного совета, даёт заключения ООН по вопросам образования, науки и культуры и рассматривает доклады государств-членов о выполнении рекомендаций. Генеральная конференция избирает членов Исполнительного совета.

Исполнительный совет состоит из 51 члена, каждый из которых представляет правительство государства-члена ООН, гражданином которого он является, компетентен в области искусства, литературы, науки и образования. Они избираются Генеральной конференцией. В составе Исполнительного совета не может быть одновременно двух граждан одного и того же государства-члена ООН. Исполнительный совет подготавливает повестку дня Генеральной конференции, рассматривает программу работы Организации и бюджет. Исполнительный совет представляет Генеральной конференции рекомендации относительно приема в Организацию новых членов.

Секретариат состоит из Генерального директора и необходимого персонала. Генеральный директор назначается Генеральной конференцией на 6 лет. Его кандидатуру предлагает Исполнительный совет. Генеральный директор принимает участие во всех заседаниях органах и комиссий ЮНЕСКО без права голоса, готовит Исполнительному совету проект программы работы Организации, подготавливает и рассылает государствам-членам и Исполнительному совету периодические доклады о деятельности ЮНЕСКО. Персонал Секретариата назначается Генеральным директором. Обязанности Генерального директора и персонала носят исключительно международный характер и находятся вне влияния правительств или учреждений, не имеющего отношения к Организации.

Устав ЮНЕСКО указывает, что каждое государство-член Организации самостоятельно привлекает к деятельности Организации свои центральные учреждения, занимающиеся вопросами образования, науки и культуры предпочтительнее всего через создание национальной комиссии, в которой будут представлены правительство и упомянутые учреждения.

Согласно Уставу, каждое государство-член в определенные сроки обязано представить Генеральной конференции доклады, содержащие сведения о законах, положениях и статистических данных, касающихся его учреждений и их деятельности в области образования, науки и культуры.

Бюджет Организации и доля финансового участия каждого государства-члена утверждается Генеральной конференцией. Добровольные взносы и пожертвования, субсидии и завещанное имущество от правительств, общественных и частных учреждений, организаций и частных лиц может принимать Генеральный директор ЮНЕСКО.

ЮНЕСКО сотрудничает с ООН для достижения общих целей, при этом каждая организация остаётся автономной.

ЮНЕСКО может сотрудничать со специализированными межправительственными организациями и учреждениями в области образования, науки и культуры. Для этого Генеральный директор с разрешения Исполнительного совета может вступить в эффективные рабочие отношения с этими организациями и учреждениями и создавать смешанные комиссии.

ЮНЕСКО и представители государств-членов располагают правоспособностью ООН, которая на территории каждого из государств-членов является необходимой для самостоятельного выполнения ими своих функций, связанных с деятельностью ООН.

Вносимые в Устав ЮНЕСКО поправки вступают в силу только в случае принятия их Генеральной конференцией. Те поправки, которые подразумевают под своим применением коренные изменения задач Организации или новые обязательства для государств-членов, могут быть приняты только путем голосованием «за» 2/3 участников. Тексты проектов поправок оглашаются Генеральным директором государствам-членам не позднее чем за шесть месяцев до того, как они выносятся на рассмотрение Генеральной конференции.

Оригиналы Устава ЮНЕСКО на английском и французском языках имеют одинаковую юридическую силу. Все вопросы и споры, касающиеся толкования Устава решаются в Международном или третейском суде.

Оригиналы Устава с подписями двадцати государств-членов от 16 ноября 1945 года на английском и французском языках находятся на хранении у правительства Соединенного Королевства. Все государства-члены ООН имеют заверенные копии.

ЮНЕСКО присуждает международные премии в сферах своей компетенции. Среди них:

ЮНЕСКО также отмечает международные дни, года и десятилетия, принимает участие в праздновании важнейших международных памятных дат.

Утверждение следующих международных памятных дат ЮНЕСКО (на 2012—2013 годы) состоялось в ходе 36-й сессии Генеральной конференции ЮНЕСКО в ноябре 2011 года.

ЮНЕСКО отмечает международные (и всемирные) дни, международные десятилетия, международные годы, международные годовщины, объявленные генеральной ассамблеей ЮНЕСКО.

Фиксированные ежегодные международные и всемирные дни, которые празднует ЮНЕСКО:

С 1956 года ЮНЕСКО участвует в памятных мероприятиях, посвященных историческим событиям и юбилеях выдающихся личностей, отмечаемых государствами-членами в целях придания им мирового значения.

Празднование и привлечение внимания к видным деятелям, произведениям искусства или событиям, которые внесли вклад во взаимное обогащение культур способствует развитию международного взаимопонимания, сближению народов и миру.

Организации и объектам Всемирного наследия ЮНЕСКО посвящены многочисленные марки различных стран мира, а также ООН.

Ниже представлен неполный список стран, являющихся членами организации с указанием даты вступления и участием в основных программах ЮНЕСКО. В списке и ниже курсивом выделены члены, не являющиеся международно признанными государствами: