Klasyfikacja NUTS jest hierarchiczna – dzieli każde państwo członkowskie Unii na jednostki terytorialne poziomu NUTS 1, z których każda dzieli się na jednostki terytorialne poziomu NUTS 2, a te z kolei dzielą się na jednostki terytorialne poziomu NUTS 3, przy czym jedna jednostka terytorialna może reprezentować kilka poziomów NUTS.

Założeniem klasyfikacji jest to, aby jednostki każdego z poziomów ze wszystkich państw Unii Europejskiej były zbliżone do siebie pod względem liczby ludności. Dlatego dla poszczególnych poziomów NUTS ustalono następujące granice stanu ludności:

Rozporządzenie w sprawie ustalenia wspólnej klasyfikacji Jednostek Terytorialnych do Celów Statystycznych wskazuje, że jednostki administracyjne istniejące w ramach państw członkowskich stanowią pierwsze kryterium stosowane dla określenia statystycznych jednostek terytorialnych. Jeżeli średnia wielkość jednostki danego poziomu podziału administracyjnego państwa zawiera się w granicach określonych dla poszczególnych poziomów NUTS, wtedy takie jednostki administracyjne uznane zostają za jednostki NUTS danego poziomu. W takim przypadku ten poziom NUTS w danym państwie określa się „poziomem administracyjnym”. Wykaz administracyjnych poziomów NUTS zawarty jest w załączniku II do Rozporządzenia – zgodnie z rewizją NUTS 2021 w czterech krajach poziom NUTS 1 jest administracyjny, w ośmiu krajach poziom NUTS 2 jest administracyjny, zaś poziom NUTS 3 jest administracyjny w 15 krajach.

Jeżeli dla danego poziomu NUTS nie istnieją w państwie członkowskim jednostki administracyjne o właściwej skali wielkości określonej liczbą ludności, to ten poziom tworzy się, łącząc ze sobą odpowiednią liczbę istniejących mniejszych, sąsiadujących ze sobą jednostek administracyjnych. Przy łączeniu uwzględnia się kryteria geograficzne, społeczno-ekonomiczne, historyczne, kulturowe lub uwarunkowania środowiska naturalnego. Poziom NUTS powstały w danym państwie w ten sposób określa się „poziomem nieadministracyjnym”, zaś wydzielone w nim jednostki – „jednostkami nieadministracyjnymi”. Wielkość każdej z jednostek poziomu nieadministracyjnego powinna mieścić się w granicach stanu zaludnienia określonego dla danego poziomu NUTS, przy czym możliwe są tu odstępstwa wynikające ze szczególnych uwarunkowań geograficznych, społeczno-ekonomicznych, historycznych, kulturowych lub środowiskowych.

W przypadku, gdy stan ludności całego państwa jest niższy niż dolna granica danego poziomu NUTS, wtedy całe państwo traktowane jest jako jedna jednostka NUTS na tym poziomie.

Klasyfikacja NUTS składa się z alfanumerycznego kodu oraz nazwy danej jednostki. Kod NUTS rozpoczyna się dwuliterowym kodem odpowiadającym krajowi, który jest identyczny z kodem ISO 3166-1 alfa-2 (wyjątkiem jest oznaczenie EL dla Grecji). Kody jednostek poziomu NUTS 1 w ramach kraju oznaczane są, po dwuliterowym kodzie kraju, cyframi zaczynając od 1; po wykorzystaniu cyfr numeracja jest kontynuowana z użyciem dużych liter alfabetu łacińskiego. Kody jednostek poziomu NUTS 2 tworzone są poprzez dodanie do kodu nadrzędnej jednostki NUTS 1 cyfry lub litery, zaś kody jednostek poziomu NUTS 3 – poprzez dodanie do kodu nadrzędnej jednostki NUTS 2 cyfry lub litery. Ponadto, jeżeli dana jednostka jest wydzielana na więcej niż jednym poziomie NUTS, kod jednostki na najniższym poziomie zakończony jest cyfrą 0. Nazwy różnych jednostek NUTS danego poziomu nie mogą być identyczne w obrębie jednego państwa. W przypadku zaś, gdy jednostki w różnych państwach mają taką samą nazwę, to do nazw jednostek NUTS dodawany jest symbol kraju.

Przykład kodów jednostek:

Jeżeli jednostkę NUTS tworzy całe państwo, wtedy kodem dla tej jednostki na poziomie NUTS 1 jest dwuliterowe oznaczenie państwa z dodaną cyfrą 0, na poziomie NUTS 2 – z dodanymi cyframi 00, zaś na poziomie NUTS 3 – z dodanymi cyframi 000 (np.: LU0, LU00, LU000). W przypadku zmian w państwie klasyfikacji NUTS danego poziomu nowowprowadzonym i zmienionym jednostkom nadaje się kolejny wolny kod, zaś kody jednostek zniesionych lub zmienionych, stosowane w poprzedniej rewizji NUTS, nie są ponownie wykorzystywane.

Ponadto w każdym państwie na każdym z poziomów wyznaczone zostały obszary „Extra-Regio” (kodowane poprzez dodanie do oznaczenia państwa litery Z na poziomie NUTS 1, ZZ na poziomie NUTS 2 i ZZZ na poziomie NUTS 3), które przeznaczone są do prowadzenia statystyk dla obszarów eksterytorialnych państw, czyli części terytorium gospodarczego, których nie można przyłączyć do żadnego z regionów (takich jak: przestrzeń powietrzna, wody terytorialne oraz szelf kontynentalny, ambasady, konsulaty, bazy wojskowe, złoża ropy, gazu ziemnego itp. na wodach międzynarodowych). Jednostki „Extra-Regio”, pomimo że zostały uwzględnione w klasyfikacji, nie są zliczane przy określaniu liczby jednostek danych poziomów NUTS.