是一个以战略高技术创新与应用基础研究为主的综合性科研基地型研究所，建有瞬态光学与光子技术国家重点实验室，中国与意大利“超高速光子网络与通讯联合实验室”等研究单元。在空间光学、光电工程、基础光学三大研究领域，开展瞬态光学与光子学理论与技术、高分
辨可见光空间信息获取和光学遥感技术研究、干涉光谱成像理论与技术研究、高速光电信息获取与处理技术研究四大主导方向研究。
现有职工650余人，从事科学技术研究近400人，其中半数以上为高级研究人员，博士生导师25人，研究员40人，副研及高级工程师80多人，著名科学家龚祖同、侯洵、薛鸣球、牛憨笨等院士均出自本所。
西安光机所早在1964年就开始招收培养研究生，是我国首批有权授予博士学位和建立博士后科研流动站的单位，现有物理学博士后流动站1个，光学、光学工程、物理电子学3个学科有博士授予权；光学、物理电子学、光学工程、控制理论与控制工程、通信与信息系统、信号与信息处理六个学科有硕士授予权，已培养研究生600多人，绝大多数在国外或国内高校及研究机构成为骨干，数位成为高校院系及研究机构单位领导，现在读博士生100多人，在读硕士生200多人。
西安光机所与国际学术界交往密切，诺贝尔奖金获得者杨振宁、李政道、丁肇中等国际著名科学家都曾来所访问讲学。每年向美国、英国、加拿大、日本、澳大利亚等国派遣研究生及访问学者。成功举办了1988年第18届和2006年第27届“国际高速摄影和光子学会议”，在国际上具有较大影响。
西安光机所以服务于国家经济建设和国家安全为己任，大力实施人才强所战略，广纳贤才，不断充实和提升人才队伍，推进科技创新。2005年西安光机所迁入投资2.5亿元建成的新园区，实现了创造一流工作环境和仪器设备的跨越式发展，未来几年，西安光机所将在多年科研蓄势的基础上，迎来收获硕果的辉煌时期。
