苏州医工所是由中国科学院、江苏省和苏州市人民政府三方共同建设。2008年8月，中国科学院委托长春光学精密机械与物理研究所负责苏州医工所筹建工作。2012年7月，中编办正式批复成立中国科学院苏州生物医学工程技术研究所；8月，中国科学院发文正式成立中国科学院苏州生物医学工程技术研究所；11月，中国科学院苏州生物医学工程技术研究所正式通过验收成为中国科学院序列研究所。
研究所秉承“忠诚 务实 合作 创新”的发展理念，面向国家重大需求和人民生命健康，聚焦生物医学工程装备、医学诊疗试剂、生物医用材料等方向的基础前沿和关键核心技术，持续产出高水平原创成果、重大工程技术和装备，抢占生物医学工程领域科技制高点，引领高端医疗器械创新发展，成为不可替代的国家战略科技力量。
研究所围绕医用光学、医学检验、康复治疗、医学影像、生物材料、人工智能等研究方向，设立了7个研究室。已建成医学成像科学技术与系统重点实验室、中国科学院生物医学检验技术重点实验室、江苏省医用光学重点实验室、中国科学院先进体外诊断技术工程实验室、江苏省医用微细制造工程实验室、江苏省光电医疗仪器工程技术研究中心和12个苏州市高技术重点实验室。研究所园区占地面积208亩，现有总建筑面积7.8万平方米的科研及配套用房，装备投入3.1亿元，总资产12亿元。
经过多年的努力，在科技创新方面取得一定成效，多项关键核心技术突破国外垄断，成功研制出具有自主产权的以双光子-STED复合显微镜、流式细胞仪、数字PCR、质谱仪、超声成像器件等为代表的150余项科研成果和产品，建成系列技术平台。在超分辨显微成像等方向达到国际并跑水平，研制出超分辨显微光学核心部件及系统（特种LED、大数值孔径物镜、激光共聚焦、双光子、STED、双光子-STED、SIM等），为我国高端光学显微镜的发展提供了系统解决方案。超分辨显微镜入选中国科学院2018年度亮点科技成果和70周年创新成果展。在生物医学检验方向，国际首创合成高量子产率量子点、Janus型金属介孔纳米粒子和金属/荧光双模探针，创新研制核酸杂交、水性胶免疫和单细胞分析等仪器，部分成果打破国际技术垄断。
