大连化物所重点学科领域为：催化化学、工程化学、化学激光和分子反应动力学以及近代分析化学和生物技术；设有仪器分析化学研究室、精细化工研究室、催化基础国家重点实验室、化学激光研究室、化学动力学研究室、催化与新材料研究室、生物技术研究部、大连光源科学研究室、本草物质科学研究室、整合药物研究室、燃料电池研究部、生物能源研究部、化石能源与应用催化研究部、节能与环境研究部、低碳催化与工程研究部、太阳能研究部、储能技术研究部、氢能与先进材料研究部、能源研究技术平台、能源材料研究部（筹）、低碳战略研究中心、动力电池与系统研究部、先进生物制造研究部等22个研究室（部）和1个研究平台；拥有能源催化转化和化学反应动力学两个全国重点实验室，低碳催化技术国家工程研究中心、国家催化工程技术研究中心、膜技术国家工程研究中心、国家能源低碳催化与工程研发中心等多个国家级科技创新平台，以及辽宁滨海实验室1个辽宁省省级实验室；与国外著名大学、公司和研究机构联合设立了中法催化联合实验室、中法可持续能源联合实验室、中德催化纳米技术伙伴小组、DICP-BP能源创新实验室、DICP-SABIC先进化学品生产研究中心、中法分子筛联合实验室和单原子催化二氧化碳还原联合研究中心等十几个国际合作研究机构。此外，大连化物所实施以骨干企业为牵引的合作战略，持续深化和拓展与中石油、延长石油、国能集团、中核集团、渤化集团、华为、恒力石化等大型骨干企业的全方位、多层次科技合作。目前，大连化物所在大连市有星海二站园区（主园区）、长兴岛园区、能源学院园区、西山湖园区和129街园区等五个园区。

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