中国科学院广州能源研究所成立于1978年，其前身为1973年成立的广东省地热研究室。
1998年4月，原中国科学院广州人造卫星观测站并入广州能源所。2001年成为中国科学院知识创新工程试点单位之一。
2015年进入中科院清洁能源特色研究所培育阶段，2017年参与筹建中科院清洁能源创新研究院和南海生态环境工程创新研究院。
40多年来，深耕新能源与可再生能源领域研究，坚持创新引领发展，面向国民经济主战场，面向国家战略需要，持续输出“原始性”创新。
是中科院系统100多个研究院所中新能源与可再生能源研究类型最为全面、最具影响力的研发机构。
围绕“双碳”战略、乡村振兴战略等“国家事”，肩负可再生能源与新能源国家队的“国家责”，以建设国家重点实验室和中科院科教基础设施为代表的国家科技创新基地为着力点，调整优化科技布局，聚焦生物质高值化利用、可再生能源“+”、天然气水合物开发与利用三大主攻方向，同时面向未来布局数字能源理论方法和应用、新能源与可再生能源器件循环利用、CO2捕集驱采水合物技术等新兴前沿方向，强化能源转型及双碳战略的顶层设计指导，打造可再生能源与新能源领域老中青结合的高水平科技人才队伍，通过开展跨学科、跨领域、跨地区的协同创新合作，健全人才“3H”保障机制和资源配置体系，夯实“科研-平台-转化-产业”链条，在国家及区域能源领域科技规划、科技政策、科技决策等发挥作用，形成有影响力的系列产出，推动共建“一带一路”能源绿色可持续发展，率先建设能源领域国家倚重、社会信任的高水平科技智库。
以国家能源安全、乡村振兴以及“双碳”战略等重大需求为牵引，以解决制约可再生能源高效利用核心关键技术问题为导向，通过组建可再生能源国家重点实验室、国家能源可再生能源“+”研发中心、中科院“十四五”科教基础设施“退役新能源器件循环利用研发平台”等国家科创平台，创新资源配置和人才队伍发展机制，建设集“前沿科学研究-核心技术攻关-集成方案提供-战略政策推进”为一体的国际一流可再生能源与新能源研究机构。
人才是第一资源，科技创新力的根本源泉在于人。广州能源所作为中国科学院科技力量的重要组成之一，在40余年的发展历程中，始终与祖国同行、与科学共进，创造了多个“国内第一”，在新能源和可在生能源领域科技创新上作出了应有的贡献。面对新形势、新任务，广州能源所将围绕实现“四个率先”和“两加快一努力”总体目标，着力构建科学规范的选人用人制度体系、系统完备的人才培养引进体系、符合规律的人才评价激励体系、以人为本的人才服务保障体系，营造开放包容、风清气正的人才发展环境，打造一支充分展现国家战略科技力量主力军使命担当，政治坚定、素质过硬、作风优良、结构合理、具有国际竞争力的高水平创新人才队伍。
12 个科研平台
Research platform
广州能源所建有国家可再生能源综合技术国际研发中心、国家能源生物燃料研发中心、广东省分布式储能及智能微电网工程中心等研发平台，是天然气水合物国家重点实验室分室、中国科学院可再生能源重点实验室、中国科学院天然气水合物重点实验室、广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室和退役新能源器件循环利用研发平台的依托单位，是中国可再生能源学会生物质能专业委员会、天然气水合物专业委员会以及广东省太阳能学会的挂靠单位。
21 个研究室
research laboratories
科研单元包括21个研究室，形成了以生物质能、海洋能、太阳能、地热能、固体废弃物能、 天然气水合物、节能与环保、分布式综合能源系统集成及智能微电网应用为重点方向的学科 布局。
3 个支撑平台
support platform
建有公共仪器分析测试平台，具有国家CMA认定资质，是中国科学院首批择优支持的所级公共技术服务中心，拥有X射线光电子能谱仪、透射电镜、扫描电镜、核磁、拉曼等大型分析测试仪器设备90余台（套）。拥有独立图书馆，集成多个数据库完善信息化服务系统。主办学术期刊《新能源进展》，2020年进入RCCSE核心期刊。
