Dr. Deserno ist Senior im Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) und war dort Chairman des Joint Chapters Engineering in Medicine and Biology (IEEE German Section). Er ist Mitglied der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie (GMDS) und leitete dort die Arbeitsgruppe Medizinische Bild- und Signalverarbeitung, die als gemeinsame Arbeitsgruppe mit dem Fachbereich für Informatik in den Lebenswissenschaften der Gesellschaft für Informatik (GI) agiert. Er ist Mitglied in der International Association of Dentomaxillofacial Radiology (IADMFR) und Fellow der Society of Photo-Optical Instrumentation Engineering (SPIE), wo er dem Programmkomitee des jährlichen International Symposium on Medical Imaging, Computer-Aided Diagnosis (CAD) sowie Imaging Informatics angehört. Außerdem ist Dr. Deserno der Deutsche Repräsentant in der International Medical Informatics Association (IMIA).