農業部黃淮海棉花遺傳改良與栽培生理重點實驗室是經農業部批准，依託山東棉花研究中心及其擁有的國家棉花改良中心山東分中心、山東省棉花栽培生理重點實驗室和山東省棉花轉基因育種重點實驗室，於2011年10月成立的國家級區域性重點實驗室，接受農業部和農業部棉花生物學與遺傳育種重點實驗室的直接管理和指導。
農業部黃淮海棉花遺傳改良與栽培生理重點實驗室是農業部組織棉花科技創新、凝聚和培養棉花科技人才、開展學術交流的重要平台和基地，其目標是組建高水平的棉花科研團隊，完善和充實科研條件，建成黃淮海區域棉花育種與栽培科技創新中心，為本區域棉花產業的可持續發展提供理論與技術支撐。
農業部黃淮海棉花遺傳改良與栽培生理重點實驗室現有固定研究人員54人，其中高級專業技術職稱27人，擁有博士學位人員16人、碩士學位人員22人；擁有新世紀百千萬人才工程國家級人選1人，國家棉花產業體系崗位科學家2人，山東省有突出貢獻的中青年專家3人，享受政府特殊津貼和省突貢專家3人。棉花遺傳育種與栽培技術團隊獲得農業部全國優秀農業科技創新團隊稱號。
農業部黃淮海棉花遺傳改良與栽培生理重點實驗室現有建築面積1500平方米，科研儀器設備價值原值2000多萬元，其中10萬元以上設備30餘台（套）；擁有高標準試驗地500畝，在全省主要產棉區建有10餘處試驗示範基地。
農業部黃淮海棉花遺傳改良與栽培生理重點實驗室先後選育審定了30個棉花新品種，建立5套全國或山東省主推技術；發表論文100多篇，其中SCI論文30餘篇，出版著作10餘部；獲得省部級以上成果獎勵20餘項，其中，國家科技進步二等獎3項，山東省科技進步一等獎5項。為山東和黃淮海棉區棉花科技創新和生產發展做出了重要貢獻。
農業部黃淮海棉花遺傳改良與栽培生理重點實驗室主要任務：
在農業部及農業部棉花生物學與遺傳育種重點實驗室的指導下，圍繞黃淮海地區棉花生產的關鍵問題和產業需求，以本區域棉花作物為研究對象，從群體、個體、細胞和分子水平，研究棉花產量、品質、抗逆性等主要農藝性狀形成的生物學基礎和遺傳調控機理，研究棉花生長發育規律和栽培生理特性；在此基礎上，結合利用現代生物技術手段，不斷改良棉花產量、品質和抗逆性等性狀，培育高產、優質、抗逆和環境友好的棉花新品種，以及節本高效或適應機械化收穫的高產、優質、抗逆棉花新品種；進一步改革最佳化本區域棉區耕作制度和種植模式，研究建立適宜本區域不同生態類型的棉花高產優質抗逆以及輕便簡捷的栽培技術，促進本區域棉花產業的可持續發展。
農業部黃淮海棉花遺傳改良與栽培生理重點實驗室研究方向：
▲棉花遺傳育種——研究改進傳統育種方法，結合利用現代生物技術的研究成果，選育符合生產需要的棉花新品種。
▲棉花分子育種——研究與棉花重要農藝性狀形成的生物學基礎，發掘與創新種質，開展棉花分子設計育種。
▲棉花耕作栽培——改革最佳化棉區耕作制度和種植模式，研究棉花高產優質抗逆（生物與非生物逆境）栽培的理論與技術。
