上海光机所成立于1964年，是我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所。现已成为以现代光学重大基础前沿探索、强激光科技装置建设、激光与光电子系统开拓为重点的综合性研究所。研究所重点学科领域为：强激光技术、强场物理与强光光学、空间激光与时频技术、信息光学、量子光学、激光与光电子器件、光学材料等。
建所以来，上海光机所恪守国家战略科技力量主力军使命定位，围绕国家重大需求，在超强激光科学与聚变新体系、空天激光信息网络技术与系统、自主可控光学核心材料和激光高端装备三大主攻方向上，不断提升原始创新能力，突破关键核心技术，完成一系列重大科研项目，包括重大光学与激光前沿基础和应用基础研究项目、大型激光应用工程研究等，为推动我国超强激光与科学技术发展做出了重要贡献。
建成国内仅有、国际为数不多的兼具大能量短脉冲激光加载和主动探针光功能的“神光Ⅱ”综合高功率激光装置；达到世界最高水平峰值功率12.9拍瓦的超强超短激光装置；国际上首次观察到基于激光加速器的自由电子激光放大输出的新一代超强超短激光综合实验装置等大科学装置。成功研制国际首台在轨运行并开展科学实验的空间冷原子钟；国际上首次获得夜晚全球和南北两极CO2柱浓度的国家空间基础设施“大气一号”主载荷大气探测激光雷达。
截止2023年底，共获国家级奖励49项，中国科学院奖励123项，省部级奖励160项，申请专利5372项，授权3454项。
上海光机所积极开展科技合作，围绕长三角一体化国家战略，抢占区域发展优势，以服务国家重大需求为目标，开展高质量成果转移转化，开创科技创新与成果转化新格局。深入开展“全方位、多层次、高水平”的国际科技合作，作为科技部首批“国际科技合作基地”，与十多个国家开展国际合作研究，积极响应“一带一路”倡议，与俄罗斯、以色列、日本和韩国等发达国家研究机构共建联合实验室。
上海光机所以突出的科研成绩和自身的学科优势确立了在国内外科技界的地位，为我国现代光学和激光与光电子学的发展及应用做出了突出贡献。
