Όργανα της Ν.Α. Λέσβου είναι το νομαρχιακό συμβούλιο (Ν.Σ.), η Νομαρχιακή Επιτροπή (Ν.Ε.), το Επαρχιακό Συμβούλιο και ο Νομάρχης.

Ο αριθμός των μελών του Ν.Σ. προσδιορίζεται βάση τον πραγματικό πληθυσμό της Ν.Α., όπως αυτός προκύπτει από την τελευταία απογραφή. Τα μέλη του Ν.Σ. εκλέγονται με άμεση, καθολική και μυστική ψηφοφορία. Οι εκλογές γίνονται κάθε τέσσερα (4) χρόνια ταυτόχρονα με τις δημοτικές και κοινοτικές εκλογές, στα ίδια εκλογικά τμήματα, με τις ίδιες εφορευτικές επιτροπές και τους ίδιους αντιπροσώπους και εφόρους αντιπροσώπων της δικαστικής αρχής. Οι εκλογές διενεργούνται σε ολόκληρη την περιφέρεια. Η θητεία των μελών είναι τετραετής. Η εγκατάσταση του Νομάρχη και των μελών του Ν.Σ. γίνεται την 1η Ιανουαρίου του επόμενου από την εκλογή έτους και η θητεία τους λήγει στις 31 Δεκεμβρίου του τέταρτου έτους.

Η Ν.Ε. αποτελείται από τον πρόεδρο της και 4 μέλη που καθορίζονται με απόφαση του Ν.Σ.. Πρόεδρος της Ν.Ε. ορίζεται από το Νομάρχη ένα από τα μέλη του Ν.Σ.. Η θητεία του προέδρου της Ν.Ε. είναι διετής. Τα υπόλοιπα μέλη της Ν.Ε. εκλέγονται από το Ν.Σ. μεταξύ των μελών του και η θητεία τους είναι διετής. Τα μισά από τα εκλεγόμενα μέλη προέρχονται από τη μειοψηφία του Ν.Σ.. Τα μέλη της Ν.Ε., εκτός του προέδρου της, μπορούν να ανακληθούν με απόφαση του Ν.Σ. ύστερα από πρόταση του Νομάρχη ή αριθμού μελών του Ν.Σ., ίσου με το διπλάσιο του αριθμού των μελών της αντίστοιχης Ν.Ε.. Ο πρόεδρος της Ν.Ε. μπορεί να ανακληθεί με απόφαση του Ν.Σ. ύστερα από εισήγηση του Νομάρχη.

Για το Επαρχείο Λήμνου συνιστάται μία Νομαρχιακή Επιτροπή (O.K.E.), η οποία φέρει τον τίτλο Επαρχιακό Συμβούλιο, μέλη της οποίας είναι όλοι οι Nομαρχιακοί Σύμβουλοι της αντίστοιχης Επαρχίας.

Επίσης, στη Ν.Α. Λέσβου λειτουργεί ως γνωμοδοτικό όργανο η Οικονομική και Κοινωνική Επιτροπή.