合肥研究院拥有国家大科学工程等离子体物理与磁约束核聚变研究中心、国家大科学工程强磁场科学技术中心、国家“八六三”计划大气光学重点实验室、国家“八六三”计划智能机器人传感技术实验室、国家环境光学监测仪器工程中心、国家环境保护部环境光学监测技术重点实验室、中科院-国家民委农业信息技术联合实验室、中科院离子束生物工程学重点实验室、中科院环境光学监测技术重点实验室、中科院材料物理重点实验室、中科院通用光学辐射定标与表征重点实验室、中科院大气成分与光学重点实验室、中科院新型薄膜太阳能电池重点实验室、安徽省纳米材料工程研究中心、安徽省光子器件与材料重点实验室、低温超导磁体和电力节能应用技术研究中心等20多个装备有先进实验仪器设备的研究室和研究中心。