Ces partenaires se sont regroupés au sein d'un Groupement d'Intérêt Scientifique (GIS), dénommé ASTREA. Ce GIS a vocation à produire des connaissances scientifiques, participer activement à la formation des futurs diplômés, organiser le transfert des résultats de la recherche aux acteurs économiques et sociaux, et contribuer à éclairer les débats sur les enjeux technologiques, économiques, sociaux et éthiques. Dix établissements sont membres fondateurs du GIS ASTREA depuis 2008:

• ANSES (Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail)
• ARVALIS - Institut du végétal
• ENSP (Ecole nationale supérieure de paysage)
• ENVA (Ecole nationale vétérinaire d'Alfort)
• INRA (Institut national de la recherche agronomique)
• Irstea (Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture)
• AgroParisTech (Institut des sciences et industries du vivant et de l'environnement)
• ITAB (Institut technique de l'agriculture biologique)
• MNHN (Muséum national d'histoire naturelle)
• Université Paris-Sud

Aussi, trois organismes interviennent dans le groupement en tant que porteurs d'enjeux sociaux spécifiques de l'Île-de-France:

• ACTIA (Association de coordination technique pour l'industrie agro-alimentaire)
• GAB ÎdF (Groupement des agriculteurs biologiques d'Île-de-France)
• IAU ÎdF (Institut d'aménagement et d'urbanisme d'Île-de-France)

Constituant une masse critique significative, les thématiques de recherche du DIM ASTREA concernent plus de 60 laboratoires en Île-de-France. Le principe de l'appel à projets est d'être ouvert à tous les candidats franciliens sans restriction. Ainsi, la liste de bénéficiaires dépasse largement les institutions ci-dessus et s'élargit au fil du temps et du rayonnement du dispositif auprès des communautés. 

L’effort de structuration du réseau ASTREA prend en outre appui sur les alliances déjà effectives entre les fondateurs du DIM et d’autres établissements de recherche et enseignement supérieur dans le cadre d’unités mixtes de recherche : Centre national de la recherche scientifique (CNRS), Commissariat à l’énergie atomique (CEA), Conservatoire national des arts et métiers (CNAM), Ecole nationale supérieure de chimie de Paris (ENSCP), Institut national de la santé et de la recherche médicale (INSERM), Universités d’Evry Val d’Essonne, de Paris 6, Paris 7, Paris 12 et de Versailles - Saint-Quentin-en-Yvelines. Cette structuration tirera parti du fort investissement des chercheurs et enseignants-chercheurs des institutions membres du DIM dans des formations, masters ou écoles doctorales, coordonnées par une université (12 parmi les 17 universités franciliennes) ou d’autres établissements d’enseignement supérieur, dont l’Ecole des Hautes Etudes en Sciences Sociales (EHESS) et l’Ecole Pratique des Hautes Etudes (EPHE).