中国科学院广州能源研究所前身为广东省地热研究室，于1978年10月正式成立，在建所20周年之际的1998年4月原中国科学院广州人造卫星观测站并入。并被中国科学院定位为中国科学院高新技术研究与发展基地型研究所，2001年6月进入中国科学院知识创新工程试点序列。
中国科学院广州能源研究所是以从事清洁能源工程科学领域的高技术研究与发展的研究所。其战略任务是开拓新能源与可再生能源的原始创新与技术集成，形成了以太阳能、海洋能、生物质能、地热能、固体废物能及天然气水合物为重点方向的学科布局。建立了中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室和广东省可再生能源研究开发重点实验室。目前全所共有职工205人，科技人员共147人，其中研究员20人，副研究员30人，中级专业技术人员63人。其中具有硕士、博士学位者62人，博士后5人。
研究所具有新能源与可再生能源研究方向的具有几十台、套90年代的新型仪器设备，并设有信息资料室共有12.4万册图书和文献资料及新能源与可再生能源网络中心作为所的支持系统。
建所以来，已取得重要科研成果百余项，其中有70多项成果获国家、省部级奖励，获国家专利80多项。自实施知识创新工程以来，每年发表近20余篇SCI和EI论文。在国际合作方面已与日、美、欧盟、埃及、德国、香港、台湾等国家和地区建立了良好的学术交流与合作关系。国内已与广东、湖南、北京、江苏等地开展院地合作，大力推广应用生物质气化发电、地热热泵新技术、太阳能光热利用技术及城市垃圾处理系统等，并形成产业化。
目前，研究所根据中国科学院知识创新工程的总体部署和要求，在新时期办院方针指导下，以国家战略需求为导向，以科技目标为动力，以人才为主体，以机制和文化创新为保障，不断开拓进取，已初步完成了研究所的全方位、深层次的科研体制和机制改革与调整，初步完成科技目标凝练、高技术产业化、队伍建设 、创新文化等各项创新工作的整体布局。本着与时俱进的精神，将进一步继续瞄准国家与学科发展需求，进行研究所战略定位、战略布局、战略调整，将研究所建成一个具有可持续科技创新与发展能力，特色鲜明的国家新能源与可再生能源高技术创新研究基地、科技产业辐射基地、人才培养基地及科普基地。
中科院广州能源研究所实验室简介
| 热流体与先进能源系统实验室 | 化学制氢与实验室 | 有机能源材料实验室 | |
| 可再生能源发电与微电网技术实验 | 地热能实验室 | 先进燃烧实验室 | |
| 太阳能实验室 | 海洋能源研究室 | 能源战略研究中心 | |
| 节能环保集成技术研究中心 | 能源所天然气水合物中心 | 生物质能研究中心 |