Der Kreistag besteht aus dem Landrat Joachim Claus als Vorsitzenden und 46 gewählten Mitgliedern. Die Kreistagsmitglieder werden von den Bürgern des Landkreises in allgemeiner, unmittelbarer, freier, gleicher und geheimer Wahl für die Dauer von 5 Jahren gewählt. Die neue Legislaturperiode hat nach der Kreistagswahl am 7. Juni 2009 am 1. Juli 2009 begonnen.

Kreistagsmitglieder können sich zu Fraktionen zusammenschließen. Im Kreistag des Landkreises Nordhausen gibt es fünf Fraktionen und eine Gruppe: