實驗室組建於1991年，並於1993年底通過驗收。在“開放、流動、創新、競爭”運行機制的指導下，逐漸成為我國生殖和幹細胞領域從事創新研究和高級人才培養的基地。實驗室歷任主任有：莊臨之研究員（1991年-1995年），祝誠研究員（1996年-2000年），段恩奎研究員（2001年-2005年），孫青原研究員（2006年-2010年）和周琪研究員（2011年-2016年）。現任實驗室主任王紅梅研究員，學術委員會主任裴鋼院士。
實驗室的研究定位是面向我國人口安全和人民健康的重大需求，在幹細胞與生殖生物學領域開展前瞻性和引領性研究，深入探索重大基礎科學問題，研發新型研究工具和疾病治療方法，服務國家創新驅動發展戰略，提升國民健康水平和人口質量。主要研究方向包括：生殖健康研究、創新細胞技術研究和再生醫學研究。
實驗室以第一完成單位獲得國家自然科學獎二等獎兩項、省部級獎勵多項，研究成果數次入選 “年度中國十大科技進展”。2016年獲得中國科學院“十二五”突出貢獻團隊獎。2016年在國家重點實驗室評估中被評為 “優秀”實驗室。實驗室目前承擔國家重點研發計畫、中科院先導專項、國家自然科學基金等項目200餘項，年均科研經費8000餘萬元；近五年以通訊作者單位發表SCI論文400多篇，其中IF≥9論文占比約30%，在Science、Nature、Cell等IF≥20的高水平期刊發表論文近60篇。
實驗室現有在編職工84人，包括研究員29人，副研究員16人，助理研究員15人，高級工程師和實驗師3人，國中級技術人員21人。其中有院士1位，“國家傑出青年基金項目獲得者”10位、“優秀青年基金項目獲得者”3位，先後有15人擔任國家重大科研項目的首席科學家。實驗室設有生物學一級學科碩士點、博士點和博士後流動站，共有博士生導師28名，碩士生導師6名；在籍研究生312人；在站博士後46人。
