中国科学院沈阳自动化研究所成立于 1958年11月。1962年前的名称为沈阳电子技术研究所，1962年至1972年的名称为东北工业自动化研究所，1972年起正式定名为中国科学院沈阳自动化研究所。2001年5月前，研究所的中心区域在沈阳市和平区三好街90号。2001年后，全部迁移到沈阳市东陵区南塔街114号。
    目前，全所有正式员工500多人，流动人员250人左右，院士2人，博士生导师21（包括客座导师）人，研究员45人，副研究员55人，高级工程师82人。博士学位授予点2个，硕士学位授予点4个，设有博士后流动站1个。在读硕士研究生126人，博士研究生83人，在站博士后9人。
    全所设有2个重点实验室：机器人学重点实验室和先进制造技术重点实验室；3个研究室：1、工业控制系统研究室，2、光电信息研究室，3、自动化装备研究室；一个研究中心：水下机器人研究中心；一个负责科研信息、文献、网络等支持服务的信息中心。管理部门设有：综合管理办公室、科技处、人事教育处、质量条件处、财务中心。
    沈阳自动化所自建所起长期从事工业自动化工作。八十年代初期开始，又在机器人、光电信息技术的研究、开发与应用方面不断取得引人瞩目的成绩。获得大量国家、科学院及地方奖励，为国家高技术科技攻关、国家安全、大中型企业的技术进步与技术改造攻克了一个又一个难关，成为值得信赖的一支攻坚力量。自1985年起在中国机器人事业发展历史上创造了十八个第一的辉煌业绩，成为我国机器人事业的摇篮。现在这里是“机器人技术国家工程研究中心”，中国科学院知识创新工程“先进制造基地”，“国家863计划成果产业化基地"。每年培养大批博士、硕士等高级青年人才，吸引大量优秀海内外专家学者。
    1999年，国家批准中国科学院实施知识创新工程试点，沈阳自动化所成为首批试点单位之一，开展先进制造基地建设。创新试点中全面贯彻科学院新时期办院方针,实施创新战略重点转移,深化改革,调整了内部组织结构,优化人员结构,全面建立人员流动与岗位聘任制，项目聘任制。在现代国家科研体制与机制的建立方面取得新进展。
研究所的主要学科领域为：制造科学。主要研究方向包括：智能机器、先进制造系统和光电技术等。
    以2002年为例，除部署了一批基础研究课题外，全所承担国家攻关、国家863、973、科学院重大及方向性等项目34项。企业和地方重大攻关、改造项目10项。如：科学院重大项目"数字化智能制造装备与系统"，科学院方向性项目"总线集成分布式工业控制系统"，"自走式海缆埋设机"，"空间对接光学成像技术"，"工业机器人及机器人自动化生产线"等等。当年正在执行的科研项目合同总额2.1亿。
    2002年，实现专利授权9项，发明专利6项，实用新型13项，获沈阳市首批专利实施特别支持奖。成果获奖6项，其中"现场总线分布控制系统开发及应用"获得国家科技进步二等奖。
    2002年，共发表论文221篇，其中国外61篇，进入EI索引42篇，进入SCI索引8篇。共出版著作3部，译著1部。
    研究所主办中国科技核心刊物《机器人》和《信息与控制》。图书馆藏书5.3万册，期刊300余种（其中外文期刊124种，中文期刊200多种，自动化领域核心期刊占90%）。
    研究所与美国、俄罗斯、日本、韩国、香港等国内外大学、研究机构和公司有长期合作关系。与俄罗斯科学院、美国威斯康星大学、香港中文大学、德国、日本、韩国等大公司建立了紧密的科技合作关系，合作研究与共同开发产品，共同培养研究生等。与国内多所大学、研究单位以及地方，如上海交大、哈尔滨工业大学，中科院声学所、中科院大化所、中科院光机所、沈阳市、无锡市等地方政府、企业共同承担和完成国家、科学院的重大研究或工程项目,共建高技术研究与开发实体。
    沈阳自动化所投资控股或合资的公司有"沈阳新松机器人自动化股份有限公司"，"沈阳先进制造技术产业发展有限公司"等。2000年研究所制定的"开发西区、建设东区、挺进浑南"的发展计划，已经取得阶段性重要进展。在沈阳浑南开发区规划的先进制造产业化园，正按整体规划实施建设中。
    中心区(东区)环境建设已经结束。一个环境优美，功能配套，具有现代化科研与工作氛围的园区已经形成。沈阳自动化研究所将为国家科技发展、经济建设、国防安全做出更多、更大的创新性贡献