中科院广州分院于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。 

　　广州分院为中科院机关派出机构，联系中科院在广东的南海海洋研究所、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，在湖南的亚热带农业生态研究所，在海南的深海科学与工程研究所。 

　　此外，在广州、深圳、东莞、江门、惠州等地，建成和在建、拟建有12个国家重大科技基础设施建设项目，如中国散裂中子源工程、江门中微子实验项目等。 

　　至2020年底，广州分院系统职工总数5049人。其中从事科技活动3443人，具有正高专业技术职称608人、副高专业技术职称838人，具有博士学位2421人、硕士学位1236人。

　　广州分院拥有国家级和省部级重点实验室(工程实验室)47个，其中，国家重点实验室4个（1个为合作建设）、国家工程实验室2个（1个为合作建设），国家地方联合工程实验室4个（1个为合作建设）、中科院重点实验室18个、省级重点实验室23个、省级工程实验室3个。建有中科院大型仪器区域中心2个，国家野外科学观测研究站8个。拥有海洋科学考察船6艘、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。截止2020年底，中科院广州教育基地9个研究生培养单位在学研究生3720人。

　　十三五期间，广州分院获国家自然科学奖一等奖1项、二等奖3项，国家技术发明奖二等奖2项，省部级科学技术奖一等奖34项，国家专利优秀奖及银奖7项。 　

　　面向粤、桂、琼三地社会经济发展需求，分院充分发挥沟通协调作用，协调中科院分别与三省区签署协议18项。为深入学习贯彻党的十九大精神和习近平总书记关于粤港澳大湾区建设系列讲话精神，2018年11月18日，中科院与广东省人民政府签署共同推进粤港澳大湾区国际科技创新中心建设合作协议；2019年5月6日，中科院与广州市在北京签署了共建广州南沙科学城、中科院明珠科学园协议； 2020年11月22日，中科院分别与深圳市、东莞市签署共建综合性国家科学中心先行启动区合作协议。

　　在中科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中科院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。