Zu den Aufgaben der Akademie gehört die Vertretung der deutschen Wissenschaft im Ausland sowie die Beratung von Politik und Öffentlichkeit. Die Leopoldina vereinigt Forschende mit besonderer Expertise in ihren jeweiligen Fachgebieten. Die rund 1.600 Aka-demiemitglieder kommen aus über 30 Ländern. Pro Jahr werden etwa 50 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in einem mehrstufigen Auswahlverfahren auf Lebenszeit in die Akademie gewählt. Die Aufnahme erfolgt nach einer Nominierung durch Akademiemitglieder, auf die ein mehrstufiges Auswahlverfahren durch die Sektion, die Klasse und das Präsidium folgt.
Seit Gründung der Akademie im Jahr 1652 wurden mehr als 7.000 Persönlichkeiten in ihre Reihen aufgenommen. Dazu gehörten unter anderem Marie Curie, Charles Darwin, Albert Einstein, Johann Wolfgang von Goethe, Alexander von Humboldt, Justus von Liebig und Max Planck.