中国科学院广州地球化学研究所（简称“广州地化所”）的前身为中国科学院地球化学研究所，于1987年整建制搬迁部分学科、研究室与原中国科学院广州地质新技术研究所合并成立的广州分部。1994年经中央机构编制委员会办公室批准使用现名。2002年，广州地化所与原中国科学院长沙大地构造研究所异地整合。2020年，广州地化所作为依托单位，筹建中国科学院“深地科学”卓越创新中心。

　　广州地化所坚持“四个面向”，聚焦“深地过程与战略资源”和“区域环境与污染防治”两大领域的科技制高点“深地战略资源的形成理论与高效绿色勘查开采新技术”和“先进环境装备与污染防治技术”，主要研究方向包括：深部组成元素分布、深部过程元素循环、深浅耦合资源效应、资源勘查精准预测、环境监测检测装备、污染防治材料与技术、复合污染跨介质协同治理等，开展基础性、战略性、前瞻性研究，将广州地化所建设成为地球科学与环境领域的国际一流科研机构，引领深地科学发展，服务国家战略资源供给安全，支撑粤港澳大湾区环境质量保障。 

　　广州地化所现有深地过程与战略矿产资源、先进环境装备与污染防治技术2个全国重点实验室，资源环境利用与保护、矿物物理与材料研究开发2个广东省重点实验室，化学地球动力学、粤港澳大湾区环境污染过程与控制等2个与香港共建联合实验室。 

　　广州地化所现有2个专业一级学科博士后流动站，4个一级学科博士研究生培养点和2个一级学科硕士研究生培养点，设有7个专业博士授权点、11个专业学术型硕士授权点和1个专业工程硕士授权点，共有在站博士后103人，在学研究生580人。 

　　“十四五”以来，广州地化所共承担各类科研项目605项，包括国家重点研发计划、国家科技重大专项、基金委重大项目、中国科学院先导专项、青藏科考专项、新疆科考专项、广东省重大科技专项等重大项目，累计到位总经费8.4亿元。获批国家基金委重点项目8项、重大项目1项，课题4项、重大研究计划重点支持项目2项，集成项目2项、联合基金重点支持项目1项、原创探索计划项目1项；科技部重点研发计划项目8项，课题7项、深地国家科技重大专项课题2项；中国科学院先导专项B类专项1项、A类项目1项，课题1项、C类项目1项；广东省基础与应用基础研究重大项目1项等。

　　广州地化所曾经获得省部级以上各种奖励120项，包括国家自然科学二等奖6项、三等奖1项，国家科技进步一等奖2项、二等奖3项、三等奖1项，广东省科学技术一等奖18项等。近年来，在深地科学与宜居地球、金属与油气战略资源和区域环境污染与治理等领域取得了系列成果，牵头获国家自然科学二等奖1项，省部级一等奖8项，广东省突出贡献奖1项，广东省科技合作奖2项，其中“峨眉山大火成岩省与地幔柱研究”获得国家自然科学二等奖；2项成果入选2018年中国科学十大进展30项候选成果（其中关于陕西蓝田古人类遗址的研究最终入选十大进展），“嫦娥六号返回样品揭示月背28亿年前火山活动”荣登2024年中国科学十大进展榜首；发现的世界最大伟晶岩型锂矿——白龙山锂矿，入选中国科学院“率先行动创新成果展”和“建国70周年创新成果展”。