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La struttura giudiziaria del Tribunale è articolata nella Sezione Civile e nella Sezione Penale.

La Sezione Civile include il Contenzioso, la Volontaria Giurisdizione, le Esecuzioni Mobiliari, l'Ufficio del Giudice Delegato alle Esecuzioni Immobiliari, l'Ufficio del Giudice Delegato ai Fallimenti e alle altre Procedure Concorsuali, l'Ufficio del Giudice del Lavoro e l'Organo giudicante è monocratico o collegiale, a seconda delle prescrizioni normative.

La Sezione Penale, in Sede Centrale comprende l'Ufficio del Dibattimento (monocratico e collegiale), l'Ufficio del Giudice per le Indagini/Udienze Preliminari, la Corte d'Assise.
L’organico previsto dei Magistrati è di n. 25 Unità, organizzati e coordinati dal Presidente del Tribunale, che svolge anche attività giudiziaria propria, il ruolo di capo dell'Ufficio e quello di Coordinatore degli Uffici del Giudice di Pace (Pisa, Pontedera, San Miniato e Volterra).

La struttura amministrativa del Tribunale si articola in numerosi uffici, alcuni dei quali prendono il nome di Cancellerie, unità operative con compiti strumentali allo svolgimento dell'attività giudiziaria, quali assistenza alle udienze e verbalizzazione delle attività che ivi si svolgono, ricezione degli atti delle parti, pubblicazione ed esecuzione dei provvedimenti dei Giudici, avvisi, notifiche, rilascio di copie degli atti e dei provvedimenti, custodia dei fascicoli processuali, ecc.

Altri Uffici svolgono servizi amministrativi in stretta relazione con l'attività processuale (ad es., recupero dei crediti dello Stato, spese di giustizia, corpi di reato, ecc.), oppure funzioni di gestione della Struttura (ad es., amministrazione e disciplina del Personale, Ufficio del Consegnatario, informatica, gestione delle forniture, delle locazioni e delle manutenzioni degli immobili sede degli Uffici giudiziari del Circondario, ecc.).

La Pianta organica è composta da n. 90 Unità di Personale amministrativo, ma le presenze effettive sommano una scopertura prossima al 30%.

Responsabile dell'apparato amministrativo è un Dirigente dello Stato, che, per il Tribunale, svolge anche funzioni di gestione (spese per acquisti, sicurezza sul posto di lavoro, indagini di mercato e gare, ecc.) e, per il complesso degli immobili sede degli Uffici giudiziari del Circondario, dà attuazione alle determinazioni della Conferenza Permanente, istituita a seguito del subentro del Ministero della Giustizia alle Amministrazioni comunali nella gestione degli immobili degli Uffici giudiziari, e ai compiti subdelegati dal Presidente della Corte d’Appello in materia.