中国科学院理化技术研究所科研部门根据2015年8月研究所官网显示，全所有1个国家级工程研究中心，1个国家级重点实验室，4个中科院重点实验室，2个北京市重点实验室，2个所级重点实验室，若干研究中心和研究组
此外，理化所部署落实“十二五”科研装备规划，建立了以所级公共技术服务中心（包括仪器测试中心、精密加工中心、低温计量站）、低温材料力学检测组、抗菌材料检测中心等公用科技平台
国家级工程研究中心：工程塑料国家工程研究中心国家级重点实验室：航天低温推进剂技术国家重点实验室中科院重点实验室：中国科学院光化学转换与功能材料重点实验室、中国科学院功能晶体与激光技术重点实验室、中国科学院低温工程学重点实验室、中国科学院固体激光重点实验室北京市重点实验室：低温生物医学工程学北京市重点实验室、热力过程节能技术北京市重点实验室所级重点实验室：理化技术研究所空间功热转换技术重点实验室、理化技术研究所仿生智能界面科学重点实验室
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