從事植物、動物及人類遺傳學與發育生物學研究的國傢級專業機構。前身分別為1959年成立於北京的中國科學院遺傳研究所（創始人祖德明）、1980年成立於北京的中國科學院發育生物學研究所（創始人童第周）和1978年成立於河北石傢莊的中國科學院石傢莊農業現代化研究所。2001年三所整合成現所。歷任所長李傢洋(20001～2004)、薛勇彪(2004～ )。該所瞄準農業可持續發展和人口健康的國傢重大戰略需求，針對重要農藝性狀分子機理、細胞分化和器官發育、生物分子網絡、動植物品種設計以及農業資源高效利用等領域的關鍵科學問題，開展原始創新和集成創新。2006年設有5個研究中心：植物基因研究中心、分子農業生物學研究中心、發育生物學研究中心、分子系統生物學研究中心、農業資源研究中心；兩大技術支撐系統：農業高新技術試驗示范基地、動植物資源中心；兩個國傢重點實驗室：植物細胞與染色體工程國傢重點實驗室、植物基因組學國傢重點實驗室，以及中國科學院分子發育生物學重點實驗室。有中國科學院院士3人，國傢傑出青年基金獲得者20人，院“百人計劃”與國外傑出青年引進人才31人。2001～2005年間獲國傢自然科學獎二等獎3項、國傢科技進步獎6項，省部級二等獎8項；授權發明專利42項；重點農作物品種32個。由該所科學傢完成或參與完成的國際人類基因組計劃1%基因組測序、第一張秈稻全基因組框架圖譜、粳稻第4號染色體測序、控制水稻分蘗主控基因moc1克隆研究（見圖）分別發表在《自然》、《科學》周刊上，連續三年入選中國十大科技進展。刊物有《遺傳學報》、《遺傳》和《中國生態農業學報》。
主控基因不同導致水稻分蘗起始發育不同的現象