中國原子能科學研究院同位素研究所於1956年組建，是我國最早從事放射性同位素研究的科研單位，是我國放射性同位素及其製品研究、試製、開發的主要基地。
2003年3月，隨著中國原子能科學研究院同位素產業的重組，同位素研究所也進行了重新組建。現有職工62人，客座研究員3人。其中博士生導師3人，碩士生導師8人，高級專業技術人員33人。現任所長羅志福，黨支部書記何周國。
中國原子能科學研究院同位素研究所下設2個管理機構和3個研究單位，分別是：綜合管理辦公室、科技質量管理辦公室、同位素製備和藥物研究室（51室）、同位素技術研究室（52室）、特種同位素製品研製中心（53室）。
中國原子能科學研究院同位素研究所是“中國核學會同位素分會”、“中國同位素與輻射行業協會同位素專委會”和“國家同位素工程技術研究中心”的依託單位，並與解放軍軍事醫學科學院毒物藥物研究所共同建立了標記化合物聯合實驗室。
中國原子能科學研究院同位素研究所自組建以來，在充分發揮 “四個平台”（專業委員會、中心和聯合實驗室）作用的同時，緊密圍繞我國同位素技術及其套用領域的發展需求，積極創新，為提高同位素及其製品的製備和套用的技術水平、促進了同位素學科的建設、推動同位素事業的可持續發展作出了歷史性貢獻。
中國原子能科學研究院同位素研究所的主要任務是：承擔國家科研項目、發展同位素學科、培養同位素領域高級專門人才；主要研究方向是放射性同位素及其製品的研製，並探尋其在工業、農業、醫學、國防和科研等領域的套用。主要從事：
1）基於反應堆和加速器的放射性同位素製備技術研究；
2）放射源製備技術研究；
3）放射性藥物和標記化合物製備技術研究；
4）放射性同位素產品的試製、開發、生產；
5）放射性同位素工程設計；
6）放射性同位素產品質量管理方法、檢驗分析測量技術與標準化研究；
7）放射性同位素技術諮詢與服務；
8）放射性同位素中、高級技術人才培養等。
中國原子能科學研究院同位素研究所擁有30MeV強質子回旋加速器、Ge（Li）多道γ譜儀、薄層掃瞄器、氣體色譜儀、高效液相色譜儀、可見/紫外分析儀、成套原型源檢驗試驗裝置等儀器設備，以及配備有機械手的熱室、工作箱、手套箱和從事放射性核素及其製品研製的大型設施。
