是我国从事高能物理研究、先进加速器物理与技术研究及开发利用、先进射线技术与应用的综合性研究基地。其前身是创建于1950年的中国科学院近代物理研究所，后改称物理研究所、原子能研究所。1973年2月，根据周恩来总理的指示，在原子能研究所一部的基础上组建高能所。历任所长张文裕、叶铭汉、方守贤、郑志鹏、陈和生、王贻芳。
建所以来，高能所开创并推动了中国的粒子物理实验、粒子天体物理实验、粒子加速器物理与技术、同步辐射技术及应用等学科领域的研究和发展，培养了一批优秀科学家，取得了一批高水平研究成果，研发了许多高技术产品，为国家科技事业发展作出了重要贡献。
高能所的战略定位是：国际领先的高能物理中心之一，具有世界先进水平的大型、综合性、多学科研究基地。
高能所现有职工1400余人，其中专业技术人员1200余人，包括中国科学院院士6人、中国工程院院士2人，国家杰出青年科学基金获得者等领军人才及高层次研究骨干近百人，18人在国际科学组织和学术刊物中担任重要职务。谢家麟院士是2011年度国家最高科学技术奖获得者。
高能所建有北京正负电子对撞机国家实验室、核探测与核电子学国家重点实验室（与中国科技大学共建），中科院粒子物理前沿卓越创新中心，3个中国科学院重点实验室：粒子天体物理重点实验室、纳米生物效应与安全重点实验室（与国家纳米中心共建）、粒子加速物理与技术重点实验室，1个北京市重点实验室：北京市射线成像技术与装备工程中心。高能所下设实验物理中心、粒子天体物理中心、理论物理室、计算中心、加速器中心、多学科研究中心、核技术应用研究中心等7个研究单位，并在广东东莞设有分部。高能所玉泉路园区占地460多亩。
高能所是我国大科学装置的骨干力量，拥有一系列大科学装置，其中包括正在运行的北京正负电子对撞机/北京谱仪/北京同步辐射装置、西藏羊八井国际宇宙线观测站、大亚湾中微子实验装置、硬X射线调制望远镜卫星、中国散裂中子源，正在建设的江门中微子实验装置、高海拔宇宙线观测站、阿里原初引力波探测实验、高能同步辐射光源等。正在规划、预研中的项目有增强型X射线时变与偏振空间天文台、空间高能宇宙辐射探测设施、未来大型环形正负电子对撞机等。
高能所发挥大科学装置集群、多学科交叉的综合优势，开展重大科学和前沿高技术探索，取得了一批高水平研究成果，引领带动我国相关领域研究进入世界前列，主要包括：τ轻子质量的精确测量；2-5GeV能区强子反应截面（R值）测量；发现带电类粲偶素Zc(3900)；发现新的中微子振荡模式，精确测量中微子混合参数θ13；开展纳米安全性研究，发现含Gd金属富勒烯具有高效抑制肿瘤生长的功能，首次提出新型纳米药物的设计；发现宇宙线的各向异性分布，得到宇宙线和银河系共转的证据；获得古化石样品内部高分辨结构，破解古生物进化问题等。高能所率先开展高能天体物理实验、高空科学气球平台建设，参与载人航天和月球探测工程重大专项，取得了多项重大成果，为我国的粒子天体物理研究与空间探测作出卓越贡献。1978年至今，高能所获奖200余项。其中国家自然科学二等奖和科技进步二等奖以上共21项，北京正负电子对撞机工程、绕月工程（主要完成单位之一）获国家科技进步特等奖，“大亚湾反应堆中微子实验发现的中微子振荡新模式”获国家自然科学一等奖。
高能所向社会开放北京同步辐射装置、慢正电子束流装置、试验束装置、工业CT等大型通用设施，为众多领域的基础研究和高技术研发提供公共平台。北京同步辐射装置每年向用户提供2000小时专用实验机时，可支撑国内外的100多个研究机构和大学的1000多名用户来进行500多个实验，有力支持了生命科学、材料化工、资源环境等领域的研究，取得了解析SARS病毒主蛋白酶及抑制剂结构、测定高等植物捕光膜蛋白复合物结构、发现砷剂治疗白血病的机制等一批高水平的实验成果。
高能所依托北京谱仪、羊八井宇宙线观测站、大亚湾中微子实验等项目，成功组织了大型国际合作，并与世界几十所大学和科研机构建立了长期稳定的合作关系，参与了多项重要的国际粒子物理，包括欧洲核子中心（CERN）大型强子对撞机（LHC）上的ATLAS、CMS实验，日本高能加速器机构（KEK）的BELLE 与 BELLEⅡ实验，德国的亥姆霍兹重离子研究中心（GSI）的PANDA实验等。
高能所是我国互联网技术发展的先驱。1986年建成中国第一条国际计算机通讯线路，并向国外发出中国第一封Email，1988年成为中国在国际互联网上的第一个节点，1994年建立中国第一个网站。目前，高能所是具备网络国际出口带宽最大的研究机构，建有IPv4/IPv6双栈的万兆园区主干网络及双万兆网络出口，并建有到大亚湾、羊八井、东莞等工程园区的专用高速网络。近年来，高能所在高性能计算、高性能存储、网格计算、云计算、大数据技术等领域取得显著成果，建立的数据密集型网格平台是全球高能物理网格 WLCG 的重要组成部分，为多个大型科研项目提供了高质量的科学计算服务。
高能所积极建设高技术产业的发展平台，将先进加速器技术、核探测技术转化为高科技产品，先后研制成功包括医用加速管在内的各种类型的加速管、用于辐射加工的大功率高频高压加速器、电子直线加速器和电子帘加速器、加速器X射线源，小型正电子发射断层扫描仪（Micro-PET）、核素与荧光双模小动物成像系统、小型PET/CT扫描仪、乳腺癌早期诊断扫描仪（PEM）、乳腺专用SPECT扫描仪、高性能工业CT等一系列具有自主知识产权的产品，促进了我国工业辐照、精密检测、核医学成像设备等产业的发展。
高能所是我国首批具有博士、硕士学位授予权及首批设立博士后流动站的单位之一。我国第一位理学博士和第一位博士后均出自高能所。高能所现有理论物理、粒子物理与原子核物理等6个理学博士（硕士）培养点，核技术及应用等2个工学博士（硕士）培养点，电子信息与机械两个全日制工程硕士培养点；有物理学、核科学与技术2个博士后流动站。目前在学研究生近600人、在站博士后近百人。
高能所是中国物理学会高能物理分会、粒子加速器分会，同步辐射专业委员会，核电子学与核探测技术学会，中国毒理学会纳米毒理学专业委员会，中国物理学会中子散射专业委员会的挂靠单位。主办的刊物有Chinese Physics C、《现代物理知识》、Radiation Detection Technology and Methods。高能所图书馆馆舍面积2300平方米,纸版藏书14.5万余册,中外文纸质期刊1827余种（馆藏总种数及现刊种数95）,各类数据库100余个,数字资源总计15亿余条。
展望未来，高能所将始终坚持面向世界科技前沿和国家战略需求，紧密围绕研究所战略定位，努力提升自主创新能力，朝着“国际一流的高能物理研究中心和大型综合性多学科研究基地”的目标不断迈进。
