中国科学院理化技术研究所组建于1999年6月，是以原中国科学院感光化学研究所、低温技术实验中心为主体，联合北京人工晶体研究发展中心和化学研究所的相关部分整合而成，是中国科学院创新工程首批试点单位之一。十余年来，理化技术研究所面向国家战略需求和世界科技前沿，以物理、化学和工程技术为学科背景，凝练科技目标，完善科技布局，优化创新团队，形成了“光化学/功能材料与技术、低温科学（工程）与技术、功能晶体与激光技术”三大优势领域，培育了“生物基材料与医用技术装备”交叉领域，重点部署了光化学转换与合成技术、有机/聚合物光电功能材料与器件、微纳米功能材料与器件的制备及应用技术、功能晶体材料与器件、固体激光技术与应用、先进低温制冷方法与节能新技术、低温系统关键技术及大型低温工程应用、低温材料及应用超导、可降解与生物基高分子材料应用技术以及先进低成本生物医用技术及装备等重点研究方向。是中国科学院“创新2020”首批启动单位之一。
理化技术研究所现有职工470人，中国科学院院士4人（其中第三世界科学院院士1人），中国工程院院士2人，研究员73人。现有1个国家级工程研究中心、3个中科院重点实验室、1个所级重点实验室和若干研究中心（研究组）。设有化学、物理学、动力工程及工程热物理3个一级学科的博士和硕士学位授权点及化学工程与技术1个一级学科的硕士学位授权点，还有材料学二极学科博士、硕士学位授权点，若干个专业学位硕士授权点，并设有化学、动力工程及工程热物理、物理学博士后流动站。
根据研究所科研布局与学科发展的需要，面向国内外公开诚聘国家“青年千人计划”、中国科学院“百人计划”及所级“杰出人才和优秀人才”人选。