清华大学仪器科学与技术研究所围绕现代科学仪器的研究领域，主要研究方向包括微米纳米技术、光存储技术、精密仪器和测试技术、导航与控制技术、传感技术与智能仪器、智能微系统及控制技术和生命科学仪器等，是一个多学科交叉的与校外企业和研究单位有广泛联系的以一级学科建立起来的教学研究单位。
1981年经国务院学位办批准建立精密仪器及机械学科博士点，1988年批准为重点学科，设立仪器仪表博士后流动站。1989年与天津大学精仪系共建精密测试技术与仪器国家重点实验室。1997年获一级学科博士学位授予权。2001年国家重点学科评估中以满分列第一名。2003年在全国仪器科学与技术一级学科评估中再次以满分获得第一名。
仪器科学与技术研究所是精密测试技术与仪器国家重点实验室的重要组成部分，并建有光盘国家工程研究中心、清华大学宇航中心、清华大学微纳米 技术研究中心中心实验室、清华大学导航技术工程中心 、微小卫星技术联合实验室、微惯性技术及器件联合实验室、测控联合实验室及清华大学实验教学基地“现代测控技术实验教学中心”，具有一大批现代化的仪器和实验设备。
从70年代至90年代研制成功半导体制造设备、静电陀螺仪、可擦写光盘系统、MEMS技术、载体测控和医疗器械研究以及石英数字式力传感器等，共获得国家和部级奖励20余项。其中光热效应光盘读写系统、石英数字式力传感器、基于MEMS的载体测控系统及其关键技术获国家发明二等奖。发表学术论文千余篇，获专利百余项。目前主要承担973国家重大基础研究项目、863高技术发展研究计划项目、国防工程重大项目、多项国家自然科学基金项目以及国家重点攻关项目等。教学方面承担了面向全校的仪器、测试、控制方面的本科和研究生课程30余门，其中2门被评为北京市精品课程。现有教工近60人，其中 长江特聘教授1人，在职教授11人，副教授18人，讲师13人，具有博士学位的教师27人。
