Devlet yapısı Büyük Selçuklu Devletinin örgütlenme biçimi, kendisinden önceki İslam devletlerine benziyordu. Hint-İran devlet anlayışını yansıtan bu örgütlenmede, eski Türk devlet geleneğinin de belirgin etkisi vardı. Eski Türk devlet geleneğinde olduğu gibi, Büyük Selçuklu Devletinde de ülke toprakları hanedanın ortak malı sayılıyordu. Bundan dolayı Büyük Selçuklu toprakları eyaletlere bölünmüştü. Eyaletlerin yönetimi de Melik olarak adlandırılan hanedanın erkek üyelerine bırakılmıştı. Tuğrul Bey'den önce boy başkanına Oğuz geleneğine göre Yabgusultan" ünvanı ile anıldılar. Suriye Selçukluları ile Kirman Selçuklularına Irak SelçuklularıHarzemşahlar, Büyük Selçuklu toprakların büyük bölümünü ele geçirdiler. Bir süre daha direnen Kirman Selçukluları 1175te, Irak Selçukluları da 1194te yıkıldı.
Başkentte oturan sultan, devletin mutlak egemeniydi. Bütün atamalar ve toprak dağıtımı sultanın buyruğuyla yapılıyordu. Ayrıca sultan yüksek yargı kurullarına da başkanlık ediyordu. Hükümdarların "danışman"ı konumundaki kişiler yönetimde önemli rol oynuyorlardı. Alp Arslan döneminde bu göreve getirilen Nizamülmülk, İslam geleneği uyarınca vezir unvanı aldı ve devlet yönetiminde köklü değişiklikler yaptı. Nizamülmülk, devlet yönetimine ilişkin anlayışını Siyasetname adlı kitabında da anlatmıştır. Büyük Selçuklu Devletinde devlet işleri "Divan-ı Âlâ" adı verilen bir kurulda görüşülür ve karara bağlanırdı. Ayrıca maliye, askerlik ve adalet işleriyle uğraşan başka divanlar da vardı. Meliklerin yönetimindeki eyaletlerde de büyük ölçüde merkezdeki örgütlenme örnek alınmıştı.
Toprak yönetimi ve ordu
Büyük Selçuklu ülkesinde tarım yapılan topraklar ikta denen bölümlere ayrılmıştı ve iktalar hizmet karşılığında belirli süre için ileri gelenlere veriliyordu. Bu usulle verilen topraklar has, ikta ve haraci olarak üçe ayrılıyordu. Has toprakların geliri doğrudan sultan ailesine veriliyordu. İkta sahipleri ise, toprakları işleme karşılığında belli sayıda asker besliyor ve savaş zamanlarında orduya katılıyorlardı. Haraci olarak adlandırılan toprakların geliri de doğrudan devlet hazinesine aktarılıyordu.
Alp Arslan dönemine kadar beylere bağlı göçebe Türkmenlerden oluşan ordu Nizamülmülk tarafından yeniden yapılandırıldı. Nizamülmülk, aylıklı askerlerden oluşan sürekli bir ordu kurdu. Bu aylıklı askerlere "gulam" deniyordu ve bunlar temel olarak başkentte iktidarı korumakla görevliydi. Savaş sırasında asıl ordu ise ikta sahiplerinin yönetimindeki atlı askerlerden oluşurdu. Ayrıca bağlı devletler de savaş zamanlarında sultanın ordusuna asker gönderiyorlardı. Melikşah döneminde orduda 50 bin kadar atlı asker olduğu bilinmektedir.
Toplumsal ve ekonomik yaşam
Büyük Selçuklu Devleti'ndeki Oğuz boyları ve başka bazı topluluklar göçebeydiler. Oğuz boylarının başında bir bey bulunuyordu. Bu göçebe topluluklar geçimlerini hayvancılıkla sağlıyorlardı ve otlak bulmak için de mevsimlere göre yer değiştiriyorlardı. Devlet göçebe topluluklardan otlak vergisi alıyordu. Yerleşik nüfus ise çiftçilik, zanaatçılık ve ticaretle uğraşıyordu. Kentlerdeki tüccar ve esnaf, işkollarına göre loncalar biçiminde örgütlenmişti. Merkezi devlette görevli memurlar ile sürekli ordudaki askerler maaş alıyorlardı.
Eğitim, bilim ve sanat
Büyük Selçuklular, kendilerinden önce var olan medreselerde öğretimi sürdürdüler, ama bununla yetinmediler. Vezir Nizamülmülkün öncülüğünde ve onun adını taşıyan yeni medreseler kurdular. Nizamiye medreselerinin ilki 1067de Bağdat'ta açıldı. Daha sonra Isfahan, Rey, Merv(selçukluların başkenti), Belh, Herat, Basra, Musul gibi kentlerde yeni Nizamiye medreseleri kuruldu. Medrese sisteminde programlı ve belli bir yönteme dayanan eğitim ilk kez bu medreselerde verildi. Medreselerde din konularının yanı sıra matematik, felsefe, dil ve edebiyat gibi dersler de okutuluyordu ve medreselerde zengin kitaplıklar vardı. Medreselerin dışında da ülkenin çeşitli yerlerinde kurulmuş kitaplıklar bulunuyordu. Melikşah döneminde önce Isfahan'da, sonra Bağdat'ta birer gözlemevi kuruldu. Büyük Selçuklular Arapça'yı din ve bilim dili, Farsça'yı edebiyat ve devlet dili, Türkçe'yi ise saray ve orduda günlük konuşma dili olarak kullanıyorlardı.
Büyük Selçuklular, var olan kentleri bayındır hale getirirken yeni kentler de kurdular. Ülkenin pek çok yerinde yeni kurumlar ve yapılar inşa ettiler. Bunlar cami, medrese, kervansaray, hastane, köprü, çeşme, imaret, han, hamam, türbe ve kümbet gibi yapılardı.
Büyük Selçuklular, ince ve uzun minarelerle cami mimarisine yeni bir anlayış getirdiler. Isfahan'daki Mescid-i Cuma bu anlayışla yapılmış en eski örnektir. Büyük Selçuklu anıtmezarları olan kümbetler de yaygın mimari yapılardır. Kümbetler içten kubbe, dıştan ise piramit ya da konik bir çatıyla örtülüyordu. Dört köşeli, çok köşeli ya da yuvarlak formdaki Büyük Selçuklu kümbetleri genellikle iki katlı olarak yapılıyordu. Bu kümbetlerin alt kat mezar, üst kat ise mescit olarak kullanılıyordu.
Büyük Selçuklu sanatında hat (yazı), minyatür, ahşap ve taş oymacılığı, çinicilik, maden işleme, cilt ve çeşitli süsleme sanatları da gelişmişti.