Khu Công nghệ cao Hòa Lạc được thành lập theo Quyết định số 198/1998/QĐ-TTg ngày 12 tháng 10 năm 1998. Với quy hoạch tổng thể trên tổng diện tích 1.586ha được Thủ tướng phê duyệt tại Quyết định số 621/QĐ-TTg ngày 23/5/2008 và được điều chỉnh quy hoach vào năm 2016 theo Quyết định số Số: 899/QĐ-TTg, Khu Công nghệ cao Hòa Lạc được xây dựng theo mô hình thành phố khoa học với đầy đủ các dịch vụ tiện ích và những khu chức năng chính:

• Khu Phần mềm có diện tích 55,93 ha, bố trí tại khu bán đảo, xung quanh có hồ Tân Xã bao bọc; tại đây bố trí các doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực sản xuất, kinh doanh phần mềm, cung cấp các dịch vụ sản xuất kinh doanh liên quan đến công nghệ thông tin..
• Khu Nghiên cứu và triển khai (R&D) Có diện tích 263,15 ha, nằm phía trên khu công nghiệp công nghệ cao và bao quanh Khu phần mềm, là nơi tập trung các cơ sở nghiên cứu phát triển, hỗ trợ nghiên cứu phát triển, ứng dụng công nghệ cao, đồng thời là nơi đào tạo và thu hút các chuyên gia trong các ngành công nghệ cao và những người có trình độ cao làm công tác nghiên cứu và ứng dụng. Khu R&D sẽ là cầu nối giữa nghiên cứu và thực tiễn, nơi ươm mầm các phát minh.
• Khu Giáo dục và đào tạo có quy mô 123,53 ha, bố trí tại phía Bắc KCNCHL, cạnh đường quốc lộ 21, là nơi tập trung các trường đại học, các cơ sở đào tạo, dạy nghề, là nơi cung cấp đội ngũ nhân lực có chuyên môn, tay nghề cao.
• Khu Công nghiệp công nghệ cao có quy mô 391,01 ha được bố trí tại phía Nam KCNCHL, là nơi tập trung các nhà máy sản xuất sản phẩm công nghệ cao, kho ngoại quan.
• Khu Trung tâm Có diện tích 43,14 ha, là nơi tập trung các công trình, dịch vụ công cộng cho toàn Khu CNC Hòa Lạc như: Các tòa nhà hành chính, văn phòng làm việc kết hợp nhà ở, trung tâm hội nghị, trung tâm thông tin, trung tâm trưng bày giới thiệu sản phẩm, bảo tàng, bưu điện, khách sạn, nhà hàng, ngân hàng, công viên, quảng trường... 
• Khu Hỗn hợp Có diện tích 80,12 ha, là khu dịch vụ đa chức năng, cung cấp đầy đủ hạ tầng xã hội bao gồm: Nhà ở chất lượng cao, các dịch vụ dân sinh, kinh doanh thương mại, trung tâm thương mại, nhà hàng, khách sạn, y tế, mẫu giáo, trường tiểu học, trung học cơ sở, phổ thông trung học... phục vụ đầy đủ các nhu cầu, tiện ích của người làm việc, sinh sống trong và ngoài Khu CNC Hòa Lạc.
• Khu Nhà ở Có diện tích 75,50 ha, có chức năng như một khu ở đô thị xanh gần gũi thiên nhiên, phù hợp với địa hình, cảnh quan thiên nhiên khu vực, thân thiện với môi trường phục vụ cho nhu cầu ở và làm việc của các chuyên gia, người lao động, làm việc, nghiên cứu học tập trong Khu CNC Hòa Lạc. Trong đó gồm các khu nhà ở cao cấp (biệt thự, liền kề và chung cư cao cấp), nhà ở công nhân,...và các cơ sở dịch vụ tiện ích.
• Khu Giải trí và thể dục thể thao Có diện tích 32,92 ha, là nơi tập trung các trung tâm thể dục thể thao, các rạp chiếu phim, nhà hàng và các trung tâm vui chơi - giải trí, công viên, tạo môi trường xanh trong khu vực với Mục đích để phục vụ cộng đồng và mang tính xã hội cao, đáp ứng nhu cầu vui chơi giải trí và tập luyện thể dục thể thao của người làm việc trong Khu CNC Hòa Lạc và khu vực lân cận.
• Hồ Tân Xã và vùng đệm: Có diện tích 150,77 ha, là một khu sinh thái, cảnh quan đặc biệt của Khu CNC Hòa Lạc, được bảo tồn và tôn trọng các yếu tố tự nhiên vốn có, có chức năng là hồ Điều hòa, cảnh quan không gian phục vụ nghiên cứu khoa học của Khu CNC Hòa Lạc.
• Giao thông và các công trình đầu mối hạ tầng kỹ thuật: Có diện tích 220,55 ha, gồm các đường giao thông, hạ tầng kỹ thuật dọc theo đường trong Khu CNC Hòa Lạc và các công trình đầu mối hạ tầng kỹ thuật như: Nhà Điều hành, trạm cấp nước, xử lý nước thải, bể dự phòng sự cố nước thải, trạm điện, bãi trung chuyển rác thải rắn dự phòng...
• Cây xanh: Có diện tích 149,37 ha, bao gồm các dải cây xanh cảnh quan ven đường giao thông cùng hệ thống cây xanh mặt nước của các suối, vực trong Khu công nghệ cao.