中国科学院植物分子生理学重点实验室成立于2000年(原名中国科学院光合作用与环境分子生理学重点实验室)，实验室旨在利用遗传学、生理学、蛋白质组学和代谢组学等手段, 系统地研究植物发育和抗逆的分子生理学基础, 从分子、细胞、组织和个体层面揭示细胞分化、器官发生、逆境分子机理, 发掘可用于作物遗传改造的关键基因、调控元件和技术, 通过对作物的发育和抗逆性状进行分子遗传改造, 改善其生长发育、营养品质和抵御生物和非生物胁迫的能力。

      现有17个研究组。研究队伍包括80名固定工作人员, 其中研究员21人, 副研究员12人。拥有中国科学院院士1人，国家"杰出青年基金"获得者2人, 中科院人才计划入选者10人，国家人才计划入选者1人。实验室学术委员会主任为武维华院士, 实验室主任为王台研究员。特聘匡廷云院士为重点实验室学术委员会荣誉主任。

      实验室所属大型仪器平台现有蛋白质组学研究、细胞生物学研究和代谢组学研究3个技术平台，共有价值超过50万元的大型仪器18台（套），总价值近4000万元。形成了比较完备的实验技术支撑体系, 所有仪器均实现了网上预约、区域共享。

      2021年实验室在研经费3975.55万元。在Nature Plants、Molecular Plant、Nucleic Acids Research、EMBO Journal、Plant Cell等学术期刊上发表30余篇论文, 取得了重要进展。