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。全所现有在职职工480人，其中中国科学院院士4人、中国工程院院士2人、第三世界科学院院士1人、研究员73人、副高级专业技术人员132人。
理化技术研究所是以物理、化学和工程技术为学科背景，以高科技创新和成果转移转化研究为职责使命的研究机构。重点开展光化学转换和光电功能材料应用基础研究及成果转移转化，为我国新一代信息技术、新能源及新材料等战略性新兴产业发展持续提供源头创新；着力突破非线性光学晶体和全固态激光器件核心关键技术，保持和扩大我国在相关领域的国际领先地位；致力推进低温工程与技术的发展和应用，为我国大科学工程和航天工程等重要领域的跨越性发展提供战略性支撑，将理化技术研究所建设成为在国际上有重要影响的高水平研究机构。主要研究领域为光化学/功能材料与技术、功能晶体与激光技术、低温科学（工程）与技术、国家安全相关技术、生物基材料与医用技术装备。全所现有1个国家级工程研究中心，1个国家级重点实验室，3个中科院重点实验室，1个北京市重点实验室，1个所级重点实验室，若干研究中心和研究组。
理化所自1978年起开始招收硕士研究生，1985年开始招收博士研究生，设有物理学、化学、动力工程及工程热物理3个一级学科博士、硕士研究生培养点，化学工程与技术一级学科硕士研究生培养点，材料学二级学科博士、硕士研究生培养点，动力工程、化学工程、光学工程、材料工程4个专业学位硕士研究生培养点，化学、物理学、动力工程及工程热物理3个一级学科博士后流动站。现有博士生导师60人，硕士生导师50人，现有在学博士和硕士研究生400余人。
理化技术所科研项目多，科研经费充足，实验设备先进，导师力量雄厚，研究生住宿条件优越，为研究生提供了良好的成长成才环境。理化技术所实行研究生奖学金制度和研究生助理津贴制度，并设立所长奖学金，对在科研工作中作出突出成绩者予以奖励。
中国感光学会、中国化学会光化学委员会和中国制冷学会低温专业委员会等挂靠在理化所。负责编辑出版的刊物有《影像科学与光化学》。
近年来，理化所积极探索研究生教育新模式，建立立了多样化奖助学金制度，实行研究生兼任研究助理的方式直接参与研究所承担的重大科研课题项目，在科研实践中培养创新、分析、解决问题的能力，所培养的毕业生深受用人单位的青睐，毕业生就业率一直为100%。毕业生遍布海内外，特别是在科研院所、高校、和高新技术行业，很多已成为所在单位的骨干人才、中坚力量。