中國科學院化學研究所成立于1956年，是以基礎研究為主，有重點地開展國家急需的、有重大戰略目標的高新技術創新研究，并與高新技術應用和轉化工作相協調發展的多學科、綜合性研究所，是具有重要國際影響、高水平的化學研究機構。 

化學所的主要學科方向為高分子科學、物理化學、有機化學、分析化學、無機化學。多年來，化學所面向世界科技前沿，取得一批有重要影響的基礎研究成果，原始創新能力不斷提升；面向國家戰略需求，取得多項關鍵核心技術突破，高技術創新與集成不斷加強；面向國民經濟主戰場，形成一批自主知識產權，延伸創新價值鏈，技術示范和產業化不斷推進。 積極開展化學與生命、材料、環境、能源等領域的交叉研究，在分子與納米科學前沿、有機高分子材料、化學與生命科學交叉、能源與綠色化學等領域取得新的突破，建設和完善了面向國家重大戰略需求的先進高分子材料基地。 

建所以來，化學所共獲得國家和省部級成果獎勵300余項，在發表SCI論文數、論文被引用篇數等方面，連續十多年名列全國科研機構前列，特別是高影響論文數不斷增長，自然指數連續五年位列中科院研究所第一名，彰顯了化學所基礎研究的雄厚實力和創新能力。化學所專利申請和授權數在中國科學院研究機構中一直名列前茅，一批重要成果應用于國家經濟建設和國家重大需求。 

截至2019年底，化學所共有在職職工605人，包括中國科學院院士11人、發展中國家科學院院士6人、研究員110人、副高級專業技術人員252人。共有國家自然科學基金委創新群體10個。現有國家杰出青年科學基金獲得者44人，優青22人，引進優秀人才54人。現有“萬人計劃”科技創新/創業領軍人才15人、青年拔尖人才計劃入選者5人。化學所是科技部創新人才培養示范基地，現有創新人才推進計劃中青年科技創新領軍人才入選者11人、科技創新創業人才1人、重點領域創新團隊5個。

化學所是1996年國務院學位委員會批準的博士、碩士學位授予權單位之一，并設有化學一級學科博士后科研流動站，共有在學研究生1052人，其中博士生724人、碩士生328人，有在站博士后117人。

化學所現有3個國家重點實驗室，9個中國科學院重點實驗室，1個分析測試中心。

化學所1994年成為國家科技部和中國科學院基礎性研究改革試點單位，1998年首批進入中國科學院知識創新工程試點。2003年，科技部批準化學所與北京大學共同籌建北京分子科學國家實驗室。2005年，化學所被評為中國科學院A類研究所。2006年，化學所獲全國學科評估化學學科最高分。2016年，中國科學院批準依托化學所成立中國科學院分子科學科教融合卓越創新中心。 2017年，科技部批準化學所與北京大學共同組建北京分子科學國家研究中心。