理化所是以物理、化学和工程技术为学科背景，以高科技创新和成果转移转化研究为职责使命的研究机构。主要研究领域为光化学转换与功能材料、低温科学与工程、功能晶体与激光技术、仿生智能界面材料、特种功能材料与生物医用技术。全所现有1个国家级工程研究中心，1个国家级重点实验室，6个中科院重点实验室，2个北京市重点实验室，若干研究中心和研究组。
多年来，理化所秉持中国科学院赋予的以高技术创新与转移成果转化研究为主的战略定位，将面向国家战略需求和面向世界科学前沿紧密结合，不断凝练科技目标，凝聚、造就和优化创新队伍，在各整合单元多年积累的基础上，取得了一系列高水平的研究成果，获得多项国家级奖励，推动数十项重大应用研究成果转化为生产力，创造了良好的经济效益和社会效益，为国家经济社会发展做出了重要贡献。目前，全所现有职工800余人，其中院士包括佟振合、周远、许祖彦、江雷、吴骊珠等。
洪朝生
著名物理学家、我国低温物理和低温技术研究的开创者、中国科学院理化技术研究所研究员、中国科学院院士洪朝生先生因病医治无效，于2018年8月19日10时10分在北京不幸逝世，享年98岁。
洪朝生先生1940年毕业于清华大学电机工程系，1945年赴美国留学，1948年获麻省理工学院博士学位，后在美国普渡大学和荷兰莱顿大学卡末林·昂纳斯实验室工作。1951年回国，任中国科学院应用物理所（物理所）副研究员、研究员，兼清华大学、北京大学、中国科学技术大学物理系教授。1978年任中国科学院物理研究所副所长，1982年任中国科学院低温技术实验中心主任。1980年当选为中国科学院学部委员（院士）。
陈创天
陈创天先生1937年2月18日出生于浙江奉化，1956年至1962年就读于北京大学物理系，1962年至1998年在中国科学院福建物质结构研究所工作。1998年调至中国科学院理化技术研究所，组建中国科学院北京人工晶体研究发展中心。陈创天先生曾任中国科学院福建物质结构研究所副所长，中国科学院理化技术研究所晶体中心主任，1990年当选为第三世界科学院院士，2003年当选为中国科学院院士。陈创天先生是人工晶体学界的学术泰斗，他为奠定我国非线性光学晶体在国际上的领先地位做出了杰出贡献，在非线性光学晶体发展史上写下了光辉的一页。
佟振合
中国科学院院士，有机化学家，长期从事有机光化学研究，在超分子体系中的光诱导电子转移、能量传递和化学转换等方面取得非常有意义的结果。利用超分子体系提供的微纳米空间作为微反应器，在高底物浓度条件下高选择性地合成了大环化合物，提出了在烯烃光敏氧化中得到单一类型的氧化产物的新方法。研究了超分子体系中远程电子转移和三重态能量传递，用光化学和光物理相结合的方法为“通过化学键”和“通过空间”进行电子转移和能量传递提供了例证。
周远
中国科学院院士，低温工程专家，长期从事低温工程技术研究，在建立液氦和液氢温区条件及其应用中做出了重要贡献，并在新型制冷技术研究中取得了创造性的成绩。在国内首先采用直拉进排气阀式长活塞型膨胀机替代液氢研制成氦液化器，为我国超导技术和极低温物理实验提供支撑条件；在国内首先开展脉冲管制冷机的研制工作，首先提出了二级脉冲管制冷，揭示并实验验证了双向进气脉冲管的优异性能，发明了多路旁通流程；率先将同轴结构、多路旁通和非对称喷嘴结合用在微型高频脉冲管制冷机上。
许祖彦
中国工程院院士，激光技术专家，长期从事可调谐激光、全固态激光器和光学非线性过程研究，指导学生发现光学参量效应相位匹配折返现象的普遍性，合作发明多波长光参量激光器、复合腔光参量激光器，高功率宽调谐纳秒、皮秒和飞秒光参量激光系统。合作研究深紫外谐波产生，并提出多种专利技术，实现了1μm激光的6次谐波和深紫外宽调谐激光。牵头研制出全固态高功率红绿蓝三基色激光器，在国内率先实现激光大屏幕投影显示。
江雷
江雷研究员毕业于吉林大学，2009年当选中国科学院院士，2012年当选第三世界科学院院士，2016年当选美国工程院外籍院士。主要学术贡献为通过学习自然，建立了超浸润界面材料及超浸润界面化学体系，引领并推动了该领域在全球的发展，成功实现了多项成果的技术转化。迄今发表SCI论文500余篇，被引用35000余次，H因子为87。已获发明专利授权70余项。
吴骊珠
中国科学院院士，有机光化学家，长期从事有机光化学的研究，在有机光化学合成和人工光催化分解水制氢研究中做出系统性创新成果。利用可见光催化提高了光化学反应选择性，实现了若干具有典型意义和重要应用价值的光化学反应。突破了传统脱氢偶联反应必需加入化学计量氧化剂的局限，创建“放氢交叉偶联”新反应，实现了多种惰性键的活化和交叉偶联。模拟自然界光合作用系统I和系统II，开发了高效、稳定、廉价的可见光驱动放氢和放氧催化体系，实现了没有牺牲剂条件下高效稳定的可见光催化全分解水制氢和放氧，将国际上最高产氢催化转换数提升到1600万，取得了可见光催化制氢研究的突破性进展。
