、規模最大的激光專業研究所，成立于1964年，現已發展成為以探索現代光學重大基礎及應用基礎前沿研究、發展大型激光工程技術并開拓激光與光電子高技術應用為重點的綜合性研究所。
上海光機所重點學科領域為：強激光技術、強場物理與強光光學、信息光學、量子光學、激光與光電子器件、光學材料等。
1998年，中國科學院實施知識創新工程試點，上海光機所的發展歷史從此翻開了新的篇章。創新工程實施10余年來，上海光機所在科研工作、人才隊伍建設、體制機制改革等方面都取得了重大進展，徹底改變了上海光機所的面貌。
上海光機所現有職工800余人，專業技術人員500余人，正副高級科研人員200余人，并先后有8位專家當選為兩院院士(中國科學院院士7人、中國工程院院士1人)。在讀研究生460余人。
上海光機所現設8個研究室，分別是：強場激光物理國家重點實驗室、、、高功率激光物理聯合實驗室、空間激光信息技術研究中心(含：、上海市全固態激光器與應用技術重點實驗室)、信息光學與光電技術實驗室、高密度光存儲技術實驗室、高功率激光單元技術研究與發展中心。
上海光機所努力打造高水平科研平臺，目前擁有國家重點實驗室1個、兩院聯合實驗室1個、、上海市重點實驗室1個。
建所40多年來，上海光機所獲得院、部級以上成果獎300多項，其中獲得國家級獎44項。“激光12號實驗裝置”、“小型化OPCPA超短超強激光裝置研究”獲國家科技進步一等獎，獲得國家二等獎的項目有18項。
上海光機所建成了國內僅有、國際上也為數不多的“神光”系列高功率大型激光裝置，用于激光分離同位素的激光與光學系統，超短超強激光系統，激光原子冷卻裝置，空間全固態激光器研制平臺。在各種新型、高性能激光器件、激光與光電子功能材料的研制方面，也進入了國際先進水平，是我國現代光學和激光與光電子領域取得研究成果最多的單位之一。
上海光機所是物理學和光學工程兩個一級學科以及材料學二級學科博士、碩士培養點，是中國科學院博士生重點培養基地之一。現有博士學位點7個、碩士學位點7個，博士后流動站3個。
上海光機所十分重視國際合作和學術交流活動，多層次、多渠道和多種形式的國際學術交流和合作研究十分活躍。多年來接待的訪問學者、科學家、企業家遍及50多個國家和地區，其中包括多名諾貝爾獎獲得者和國家元首。派往國外參加國際會議、考察和合作研究的學者每年有近百人次，已與美國、德國、英國、法國、韓國、日本等十多個國家建立了多種形式的科技合作關系。
上海光機所廣大科技人員牢記自己的歷史使命，正在傳承老一輩科學家的光榮傳統，銳意創新、開拓進取，努力創造無愧于時代的輝煌業績。
上海光機所建所45來，完成了一系列重大科研項目，包括重大的光學與激光前沿基礎和應用基礎研究項目、大型的激光應用工程研究等。1964年以來，已取得813項科技成果，獲國家級獎勵44項，、上海市及部委級獎勵124項。其中“激光12號實驗裝置”獲得1990年國家科技進步一等獎，“小型化OPCPA超短超強激光裝置研究”獲得2004年國家科技進步一等獎。多年來，獲得國家自然科學二等獎、國家科技進步二等獎的項目共有18項。
1985年國家實施專利制度以來，截止到2008年底，上海光機所申請專利1966項，獲授權專利1245項。近幾年來申請專利數一直名列全國科研機構前茅。
上海光機所每年發表論文800多篇，科技論文三項指標(SCI收錄論文、論文被國外引用、國內期刊論文)連年位于全國科研機構前列。
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