国家计委于1983年4月批准建立的我国第一个国家级实验室，也是国内首次依托高校建设大科学工程的先行者。实验室的核心任务围绕国家重大研究计划和战略需求展开：向国内外用户提供稳定运行的国际一流大科学实验装置，发展同步辐射及测量新技术、新方法，推动我国先进光源关键技术发展，汇聚与培养一流科学研究与技术发展人才。
实验室建有我国第一台自主建设的专用同步辐射光源——合肥光源，优势能区为真空紫外和软X射线波段，主要面向先进功能材料、能源与环境、物质与生命科学交叉等领域，为国家基础科学及基础应用研究提供先进平台。自20世纪90年代开放运行以来，合肥光源在先进功能材料、能源环境、生命科学等方向解决了一系列重要科学问题，相关成果发表于《科学》《自然》等国际期刊；面向国家战略需求，在航空发动机燃烧、煤化工能源转化、先进薄膜材料、大光栅技术及标准探测器定标与传递等领域做出了开创性研究工作。目前合肥光源年运行时间超过7000小时，开机率优于99%，每年为国内外用户提供40000小时以上的优质实验机时，运行开放水平达到国际同类装置先进水平。
