植物生理学与生物化学国家重点实验室于2002年1月11日由科技部批准建设并正式对外开放。
植物生理学与生物化学国家重点实验室的研究工作主要围绕植物响应及适应水分、养分亏缺、高盐等逆境胁迫的生理及分子遗传机制等科学问题，瞄准国家在农作物生产中对抗逆、高效作物新品种及适应资源节约型可持续发展战略所需的新的栽培耕作及化学控制技术等方面的重大需求，在分子、细胞、整体等不同水平上对植物响应及适应干旱、高盐胁迫和养分亏缺胁迫的细胞信号转导、抗逆与水分养分高效利用以及作物产量形成等重要农艺性状表达的生理生化和分子遗传机制等进行有重要创新意义的研究。实验室主要开展以下六个方向的研究：（1）植物细胞信号转导分子机制；（2）植物细胞骨架结构与功能的细胞与分子基础；（3）植物生长发育与器官分化的调控机理；（4）植物细胞膜及膜蛋白功能的调控；（5）植物抗逆性状表达的生理及分子基础；（6）植物水分、养分高效利用的生理及分子遗传机制。
实验室主任为中国农业大学武维华教授，实验室学术委员会主任为中国科学院北京植物研究所匡廷云院士。实验室现有固定人员中包括教授12人（其中中国科学院院士1人、“973”项目首席科学家1人、教育部长江学者奖励计划特聘教授1人、国家杰出青年科学基金获得者3人等）、副教授16人、中级研究人员 6人、科研辅助人员（实验师、技术员）4人、实验室专职管理人员2人。
实验室固定人员目前主持包括“973”项目、“863”项目、国家自然科学基金项目、国际合作项目、国家杰出青年科学基金项目等在内的50余项科研工作。目前在读研究生共150名（其中博士生70人、硕士生80人）、在站博士后3人。
实验室努力加强培养研究生的能力，在2年内达到平均每年培养 3～5名博士后、25名左右博士研究生、30名左右硕士研究生的能力。每年接受国内外10名左右访问研究或进修人员。同时加强对国家理科生物学教学与人才培养基地本科生的科研训练工作；在3～5年间使本实验室成为我国相关领域高素质优秀研究人才的培养基地。
在科研工作方面，围绕我国实现资源节约型可持续农业发展中的重大科学问题和国家需求开展基础及应用基础研究工作。在基础研究方面，集中优势力量重点研究数个重大理论科学问题，发表一些在国际上有重要影响的论文；在应用研究方面，克隆一些有重要应用前景或价值的、有我国自主知识产权的重要农艺性状基因，开发和推广以作物栽培化学控制为主要内容的技术方法。在3～5年间使本实验室成为国内一流、在国际同领域中具有一定影响和一定竞争力的科学研究基地。
实验室全面、坚决地贯彻“开放、流动、联合、竞争”的开放运行管理方针，打破实验室人才、设备的部门所有，在课题、人员、仪器设备等各个方面面向国内各兄弟院校和科研单位全面开放。实验室加大本实验室仪器设备的对外开放力度，做到除特殊仪器设备的运行消耗成本（主要指消耗品）由使用者自行承担外，所有仪器设备将做到对外免费开放使用，以保证国有资产的高效利用。实验室努力筹集经费设立专项对外开放课题基金，发布开放课题申请指南，贯彻公平竞争、择优支持的原则，经学术委员会审议批准后，对外公布执行。凡被批准的开放课题主持人即为我室的客座研究人员(或固定人员)。实验室欢迎国内外专家学者，特别是已获得博士学位的中青年人员来本实验室进行访问或客座工作。
在学术交流方面，实验室经常性地邀请国内外知名学者担任实验室客座人员来实验室讲学或合作研究，邀请国内外著名专家学者来本实验室做学术报告，积极组织召开国内外专题学术讨论会。实验室有计划地与2～3个本领域国际知名的实验室建立长期稳定的合作关系，有计划地选派本实验室学术骨干在国内外进行讲学、合作研究，有计划地择优支持本实验室研究人员参加国内外学术交流、参加各类学术会议，在报告本实验室研究成果的同时，也及时将国内外最新研究进展或发展苗头带回本实验室。