Der Trägerausschuss des NCT Heidelberg besteht aus insgesamt sechs stimmberechtigten Mitgliedern. Das Deutsche Krebsforschungszentrum (DKFZ) wird vertreten durch den Stiftungsvorstand, das Universitätsklinikum Heidelberg (UKHD) durch den Ärztlichen Direktor sowie die Kaufmännische Direktorin, die Universität Heidelberg durch den Dekan der Medizinischen Fakultät und die Thoraxklinik Heidelberg durch den Geschäftsführer. Die Mitglieder des Geschäftsführenden Direktoriums des NCT Heidelberg nehmen an den Sitzungen des Trägerausschuss Heidelberg als Gäste teil.

Der Trägerausschuss erörtert und legt im Einvernehmen mit dem Geschäftsführenden Direktorium die Ausrichtung des NCT Heidelberg für strategische, infrastrukturelle, personelle und finanzielle Angelegenheiten fest.