وابتداء من عام 1990، أدى تفكك الكتلة الشرقية بعد سقوط جدار برلين إلى ظهور تغييرات أخرى، إذ اتحدت ألمانيا الشرقية مع ألمانيا الغربية، وتلا ذلك تفكك الاتحاد السوفييتي الذي حلت محله روسيا؛ وانضمت إلى اليونسكو 12 دولة عضواً جديدة ولدت على إثر انهيار الاتحاد السوفييتي (من بينها أذربيجان وأرمينيا وجورجيا وقيرغيزستان وكازاخستان). ثم تلا ذلك انضمام الدول التي انبثقت عن يوغوسلافيا سابقاً (ومن بينها البوسنة والهرسك، وسلوفينيا، وكرواتيا).وخلال الفترة منذ ولادة اليونسكو، انسحبت عشر دول من المنظمة لفترات محددة. فعلى سبيل المثال، انسحبت جنوب إفريقيا من اليونسكو عام 1956 لتعود إليها عام 1994 بعد أن ألغت سياسة الفصل العنصري. وبعودة الولايات المتحدة عام 2003 إلى عضوية المنظمة، بعد عودة المملكة المتحدة إليها في عام 1997، توطّد الطابع العالمي لهذه المنظمة.
وبلغ في تشرين أول/أكتوبر 2003، عدد الدول الأعضاء في اليونسكو 191 دولة بالإضافة إلى ستة أعضاء منتسبين
الدول الأعضاء وفقاً للميثاق التأسيسي