Kansainvälinen palkintolautakunta seuloo ja arvioi Millennium-teknologiapalkinnon nimeämiset. Palkintolautakunnan jäsenet pääsevät käsiksi kaikkeen nimeäjien laatimaan aineistoon ja he perehtyvät lupaavimpiin ehdokkaisiin tarkemmin.

Tekniikan Akatemian hallitus valitsee palkintolautakunnan jäsenet Aalto-yliopiston tekemien ehdotusten perusteella. Kunkin jäsenen toimikausi on enintään kahdeksan vuotta.

Palkintolautakunnan jäsenet – kahdeksan nimekästä tieteentekijää akateemisesta maailmasta ja liike-elämästä – edustavat teknologian useita eri osa-alueita. Laajan tieteellisen osaamisen lisäksi palkintolautakunnan jäsenet on valittu heidän erityistutkimusalojensa vuoksi, jotka ovat biotieteet, materiaaliteknologia, tieto- ja viestintäteknologia ja digitalisointi, energia, ympäristö ja vesi.

Tekniikan Akatemian hallitus valitsi neljä uutta palkintolautakunnan jäsentä lokakuussa 2016: Päivi Törmä (palkintolautakunnan puheenjohtaja), Jonathan Knowles, Tero Ojanperä ja Hanna Viertiö-Oja.