光电系统工程部主要围绕光电信息获取系统、新型激光系统及其应用，以及光电探测、测量和和应用标准等技术领域开展工作。对有关光电领域科学与应用的重大项目实施管理，建立质量标准体系和必要的技术保障条件。组织实施重大项目中开展总体设计、系统集成和运行管理并提供总体技术、专项技术、配套技术等技术支撑服务；根据任务需要，组织进行总体设计和系统集成中的关键技术攻关。
下设3个研究室：
计算光学成像技术研究室（主任：黄旻）；
投影光学技术研究室（主任：毕勇）；
半导体泵浦激光工程研究中心（主任：樊仲维（兼））。