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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。 

目前，化學所承擔著一批國家重點研發計劃，國家自然科學基金重大、重點項目和杰出青年基金項目，中國科學院戰略性先導科技專項、前沿科學重點研究計劃等項目。  

　　截止2016年12月，化學所共獲得國家及省部級獎勵300余項，其中國家自然科學二等獎20項；國家技術發明二等獎1項；國家科技進步特等獎3項，一等獎1項。 

在“知識創新工程”、“率先行動”計劃和“一三五”規劃的推動下，化學所原始創新能力和技術創新能力不斷提高。SCI論文發表數和被引用數連續近二十年名列全國科研機構前列，發表高水平論文數量逐年增加，國際學術影響力不斷提高，應邀在多家國內外學術期刊上發表專刊。專利申請、授權數逐年增加，并連續多年名列中科院科研機構前列，在技術創新方面展現了強勁實力。