依托单位：中国科学院上海微系统与信息技术研究所、中国科学院电子学研究所。
1989年，通过验收后正式对外开放，于1993年、1997年和2002年三次通过国家评估。
实验室由南北两个基地及四个专业点组成，南方依托单位为中科院上海微系统与信息技术研究所，两个专业点分别在上海技术物理研究所、合肥智能机械研究所，北方依托单位为电子学研究所，两个专业点分别在半导体研究所和微生物研究所。
现任实验室主任为杨根庆研究员；学术委员会主任为朱敏慧研究员。
实验室性质属应用基础研究，南方各单位主要侧重物理量器件及其相关技术研究，北方各单位主要侧重化学量器件及其相关技术研究。
实验室主要学术方向，是以微电子技术，和微机械加工技术为基础的微传感器及微系统研究。
其主要研究内容为：
（1）基础研究：为微米尺度力学、光学、热学与材料特性以及真空微电子学研究；
（2）制备技术研究：MEMS加工技术研究；
（3）新型器件研究：新型传感器原理及器件研究；
（4）系统技术研究：集成化微系统设计、微型化技术及系统集成、封装和系统测试等研究。
实验室建设至今15年来，先后主持国家攀登B计划项目及“973”计划，以及“七五”至“十五”国家攻关项目，开展了微电子机械系统（MEMS）加工技术及器件研究，如在国内首次研制成功微型静电晃动马达、微型谐振子、压阻型微陀螺，高冲击加速度传感器，高精度谐振压力传感器，真空微电子压力传感器以及微机械红外热堆阵列等器件，近几年在微米尺度光学器件、微米尺度动力学、微摩擦机理、微米尺度的材料特性等方面做出了创新性的工作。
特别是为国家的气象卫星系列、海洋卫星、神州飞船有效载荷提供了全部碲镉汞红外传感器或焦平面组件，图象质量已达到国际先进水平。
实验室历年来研制的铂薄膜电阻温度传感器、厚膜压力传感器、离子敏场效应管生物传感器、表面等离子体谐振测试仪、高温压力传感器等系统均已产品化或已技术转让。实验室还在航天器微型化技术等方面为国家重大战略工程提供技术论证报告，开展相关研究。
为了与世界传感技术发展同步，根据现有基础，实验室下一步要针对国家需求和学科前沿，以微科学和微技术为基础，开展微传感器、微执行器及微系统创新性研究；在队伍建设上要引进和培养优秀人才，更多地加强与国内外单位的合作研究；在研究上要集中力量予以突破，取得重大成果；对已在推广应用的项目及课题，要加大投入，取得更大效益。