紫金山天文台射电天文实验室主要从事毫米波段的天文观测和相关的理论研究、从事高灵敏度毫米波和亚毫米波天文设备研制。拥有国际先进也是国内唯一的13.7米大型毫米波射电望远镜和装备先进的毫米波技术实验室。中科院射电联台开放研究实验室总部也设在这里。实验室内包括天文和技术研究人员30名，其中研究员7名、高级工程师和副研究员11名;博士后出站人员2名;博士学位获得者5名;在学博士生3名。
紫金山天文台射电天文实验室从七十年代后期开始从事毫米波射电天文研究。实验室的主要学科内容包括星际分子云和恒星形成的观测和理论研究，天体活动的毫米波谱线研究。在几代人的共同努力下，多年来实验室取得了大量的国际性成果。实验室在天体物理基本分子原子数据、分子云的谱线诊断、银河系星际分子云的大尺度巡天、天体脉塞、高速分子外流、赫比格-哈罗天体、原恒星吸积盘以及天体化学等当代天文学的活跃领域成果突出。在国际主要天文刊物上，这一领域的研究成果受到了国际同行的百余次引用，包括最具权威的天文学年评刊物上的引用和肯定。很多成果在国际上产生了广泛的影响，使得这一领域已经在国际上占有一席之地，成为我国天文学研究的一个特色领域。在取得成果的同时，实验室造就出一批活跃在国际学科前沿的有影响的科研骨干，成为国内在毫米波射电天文以及星际分子云与恒星形成领域规模最大的研究群体。这些成就充分体现了我国在毫米波射电天文领域的学科投入是具成效的，决策是完全成功的。
射电天文实验室自70年代开始从事我国毫米波天文观测基地的建设、毫米波尖端设备的研制、以及高技术在国民经济的应用，取得了多项国家级和部级成果，培养出众多的毫米波工程技术人才。1996年由紫金山天文台射电天文实验室主要承担研制的德令哈13.7米毫米波射电望远镜通过了中科院组织的专家鉴定井获得中科院科技进步一等奖。实验室配套地建设了高标准的毫米波天文技术实验室，主要从事超高灵敏度的毫米波与亚毫米波接收设备的研制。最近通过国际合作研制和开发的毫米波超导SIS接收机已取得成功。实验室为天文计算和技术开发配备了多台高性能的计算机和CAD工作站。实验室近来投入了我国亚毫米波射电天文设备的研制和开发、亚毫米波接收机的研制；从事中日合作移动式亚毫米波射电望远镜的研制以及银河系亚毫米波巡天。
目前实验室承担着多项国家、中科院和各部委的重大重点项目以及国际台作项目。现在，紫金山天文台将毫米波与亚毫米波射电天文和相关的分子云与恒星形成研究领域作为重点学科发展方向之一，加强投入力度。根据学科发展的需要，今后将在进一步提高毫米波望远镜的探测效率和灵敏度、发展毫米波和亚毫米波天文学所需要的高新技术、增强实验条件等方面加强投入。此外，实验室将致力于提高毫米波望远镜的开放效率，改善13.7米望远镜所在的德令哈毫米波观测站的生活设施，将该站向国际一流开放台站的目标发展。发挥德令哈站的台址优势，开展亚毫米波观测，将现有台址发展为集毫米波和亚毫米波乃至红外观测的国际型基地。
