中国科学院广州分院筹备于1956年，成立于1958年，1961年与武汉分院合并成立中国科学院中南分院，1969年中南分院撤销。1978年5月复建广州分院，同年，成立广东省科学院。中国科学院广州分院、广东省科学院（以下简称“两院”）实行二块牌子一套人马的领导体制。现有在职职工2638人。其中中国科学院院士4人（含兼职）；俄罗斯科学院外籍院士1人；国际欧亚科学院院士2人；国际欧亚科学院通信院士1人。近年来，充分利用中科院招聘百人计划的机遇，两院招聘“百人计划”人才17名,同时积极申报国家杰出青年科学基金，已获资助的有6名。“两院”科技人员中具有博士学位的148人；硕士学位的431人。现协调中科院的南海海洋所、华南植物所、广州化学所、广州电子所、广州能源所、广州地球化学所、亚热带区域农业研究所，领导和管理广东省科学院的广州地理所、广东省昆虫所、广东省微生物所、广东省生态环境与土壤所、广东省科学院自动化工程研制中心以及广东省科学技术学校、广东省科技图书馆。
    两院有六大重点研究发展方向：一、热带海洋资源、环境与生物；二、热带、亚热带植物、动物与微生物；三、华南生态建设、污染治理与可持续发展；四、新能源与可再生能源；五、新材料与新药物；六、信息工程与技术。 自1978年以来，两院共取得科技成果1600多项，获得各级奖励成果600多项。一大批科技成果推广应用于生产，经济效益和社会效益显著，为国家和广东省的科技事业和经济社会的可持续发展作出了应有的贡献。
    两院专利申请和授权从1998年始连年占广东省科研院所的一半以上。
    两院现有博士后流动站一个、博士学位授予学科7个、硕士学位授予学科19个，还有广东省与中科院共建的华南资源环境研究生培养基地,在学博士、硕士研究生400余名。
    两院现有国家重点实验室1个、中科院重点实验室3个、广东省重点实验室9个，有野外工作台站23个，其中国家重点野外工作台站2个。
在院地合作方面，两院与广东、广西、海南省有着良好的合作历史，仅在“九五”期间，为地方经济建设所取得的社会经济效益达63亿元以上；派遣到地方的挂职干部共71人。
    在阳山和丰顺的科技扶贫工作富有成效，如在阳山推广种植的反季节蔬菜不仅造福于当地，还带动了周边的县、市脱贫；在丰顺扶持的穗光菇厂带动了上千农户致富；在遂溪岭北的农村信息高速公路帮扶工作，使当地农村经济发展取得了“加速度”，为农业的跨越式发展作出了贡献。