Landesverbände vertreten die VDI-Interessen auf Ebene der Bundesländer. Sie beraten Landespolitiker*innen bei Technikfragen, machen auf Probleme und Lösungsansätze aufmerksam und sensibilisieren für neueste Entwicklungen. Zudem arbeiteten sie landesweit mit Schulen zusammen, um die Technikakzeptanz und Technikbegeisterung der Jugend zu fördern und das Verständnis für naturwissenschaftliche Zusammenhänge zu stärken. Unterstützt werden die VDI-Landesverbände durch die VDI-Bezirksvereine. 
Meist gehören mehrere Bezirksvereine einem Landesverband an. Die Region Berlin-Brandenburg ist ein Sonderfall: Zum Landesverband Berlin und Brandenburg gehört ausschließlich der Bezirksverein Berlin-Brandenburg.