中国科学院广州分院于1956年筹建，1958年12月成立。1961年广州分院与武汉分院合并成立中南分院。1969年中南分院撤销。1978年5月恢复广州分院。
广州分院为中国科学院派出机构，联系中国科学院在广东省的南海海洋研究所、华南植物园、广州能源研究所、广州地球化学研究所、广州生物医药与健康研究院、深圳先进技术研究院、广州化学有限公司、广州电子技术有限公司，在湖南省的亚热带农业生态研究所，在海南省的深海科学与工程研究所。
截至2022年底，广州分院系统单位在职职工5294人，其中科研人员4336人，具有正高专业技术职称627人、副高专业技术职称851人，具有博士学位2591人、硕士学位1294人。 有中国科学院院士4人，中国工程院院士3人，俄罗斯科学院外籍院士1人，国际欧亚科学院院士3人。
广州分院拥有国家级和省部级重点实验室(工程实验室)56个，其中国家重点实验室4个（其中之一为合建）、国家工程实验室2个（其中之一为合建）、国家地方联合工程实验室4个（其中之一为合建）、中国科学院重点实验室16个、广东省重点实验室19个、湖南省重点实验室2个、海南省重点实验室2个、广西重点实验室1个、中国科学院工程实验室3个、广东省工程实验室3个。有国家野外科学观测研究站8个，科学考察船6艘，植物、岩矿、海洋生物标本馆各1个。各具特色的省部级以上科普教育基地13个。
广州分院拥有博士学位培养点35个，硕士学位培养点52个，专业硕士点16个，博士后科研流动站13个，博士后科研工作站2个。
广州分院面向粤、桂、琼三地经济社会发展需求，充分发挥沟通协调作用。在中国科学院党组和广东省委省政府领导下，广州分院正与省市有关部门共同推进重大科研任务和成果落户大湾区，为粤港澳大湾区国际科创中心建设发挥引领支撑作用。
(2023年11月更新)
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