Der Revisionsabteilung gehören sechs Revisionsreferate an. Ihre Zuständigkeit orientiert sich grundsätzlich an der Geschäftsverteilung der Strafsenate des Bundesgerichtshofs. Zwei der Revisionsreferate sind wie der 5. sowie der 6. Strafsenat des Bundesgerichtshofs in Leipzig ansässig und arbeiten diesen beiden Strafsenaten zu.
Darüber hinaus ist der Revisionsabteilung ein Prozess- und Rechtsreferat angegliedert. Ihm ist die Vertretung in Verwaltungs- und Gerichtsverfahren übertragen. Diese können die obersten Bundesgerichte, aber auch die Bundesanwaltschaft selbst betreffen. Zudem erarbeitet die Revisionsabteilung Stellungnahmen zu Gesetzesvorhaben und Verfassungsbeschwerden.
Die Revision in Strafsachen ist keine weitere Tatsacheninstanz. Eine erneute Beweisaufnahme durch das Revisionsgericht findet daher nicht statt. Das Rechtsmittel der Revision ermöglicht es ausschließlich, Urteile auf Rechtsfehler zu überprüfen. Mit der Revision können nur sachlich-rechtliche oder verfahrensrechtliche Fehler beanstandet werden.
Ein sachlich-rechtlicher Fehler liegt vor, wenn der festgestellte Sachverhalt keine ausreichende Grundlage für das Urteil bildet, der Sachverhalt rechtlich fehlerhaft gewürdigt oder die ausgeurteilte Strafe fehlerhaft bemessen wurde.
Verfahrensfehler liegen vor, wenn eine gesetzlich vorgeschriebene Verfahrenshandlung unterblieben ist oder fehlerhaft durchgeführt wurde oder aber wenn eine unzulässige Verfahrenshandlung vorgenommen wurde.
Das Revisionsgericht kann ohne Hauptverhandlung durch Beschluss entscheiden, wenn es die Revision für unzulässig hält (§ 349 Abs. 1 StPO) oder dem Antrag der Bundesanwaltschaft entsprechend einstimmig für offensichtlich unbegründet (§ 349 Abs. 2 StPO) hält oder eine zugunsten des Angeklagten eingelegte Revision einstimmig für begründet (§ 349 Abs. 4 StPO) erachtet. In allen übrigen Fällen entscheidet das Revisionsgericht auf Grund einer Hauptverhandlung durch Urteil (§ 349 Abs. 5 StPO).
Mit der Wahrnehmung der staatsanwaltschaftlichen Aufgaben im Revisionsverfahren vor dem Bundesgerichtshof trägt die Bundesanwaltschaft nicht nur Sorge für Einzelfallgerechtigkeit und schuldangemessene Strafaussprüche. Sie übernimmt zudem die Aufgabe, an der Fortbildung des Strafrechts und des Strafprozessrechts der Bundesrepublik Deutschland mitzuwirken.