A Unesp dispõe de uma estrutura multicâmpus, com 34 unidades universitárias espalhadas por 24 cidades do estado de São Paulo. Dessas localidades, 22 estão situadas no interior, uma na capital e outra no litoral, especificamente na cidade de São Vicente.
As unidades da Unesp suportam o estudo em diferentes áreas acadêmicas, incluindo ciências humanas, ciências exatas, ciências biológicas, engenharias, saúde e artes. Cada campus é equipado com laboratórios, bibliotecas e outras instalações necessárias para o ensino e a pesquisa. Além disso, muitos campi possuem estruturas auxiliares como hospitais veterinários, fazendas experimentais e centros de pesquisa aplicada.
Algumas unidades destacam-se por suas infraestruturas dedicadas, como a Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira e a Faculdade de Medicina de Botucatu, que abriga um dos hospitais universitários da rede Unesp. Em Bauru, o campus sedia a Faculdade de Arquitetura, Artes, Comunicação e Design, enquanto em Rio Claro e São José do Rio Preto, os institutos de Biociências, que proporcionam ênfase científica.
Além dos campi dedicados ao ensino e à pesquisa, a Unesp mantém uma rede de unidades auxiliares que apoiam as atividades acadêmicas e comunitárias, incluindo centros de assistência odontológica e unidades de extensão dedicadas à agricultura e à tecnologia.