中国科学院武汉物数所坐落在风景秀丽的武汉东湖之滨、小洪山麓，由原"武汉物理所"（创建于1958年）和"武汉数学物理与计算技术研究所"（创建于1957年）合并而成，现任所长詹明生研究员。
在两所合并之前，著名原子物理学家王天眷，著名物理学家张承修，著名空间物理学家李钧院士，著名数学家李国平院士，著名数学家丁夏畦院士都曾在武汉物理所或武汉数学物理所长期工作并担任重要职务。
本所以核磁共振波谱学、原子分子物理、数学物理、光电子学和相关高技术为主要研究领域，涵盖了核磁共振方法、核磁共振成像、冷原子物理、量子计算、非线性偏微分方程、原子频标、激光雷达和原子信标等主要研究方向。在此基础上加强物理与数学、生物、化学等其他学科领域的交叉结合，衍生新的学科生长点。中国科学院冷原子物理中心（武汉）和武汉磁共振研究中心均依托在本所。
本所的基础研究主体由波谱与原子分子物理国家重点实验室、数学物理实验室、原子频标实验室、光电探测实验室组成。本所是武汉光电国家实验室（筹）的组建单位之一。拥有由光谱波谱技术、频标技术平台和信息中心组成的支撑系统以及实现成果转化的控股高技术公司；具有优越的科研条件和大量现代化科研仪器装备。
本所拥有4个博士点、多个硕士点和一个博士后流动站，同美、英、日、法等20余个国家和地区的著名学府和科研机构建立了合作交流关系。近年来本所致力于科研队伍的优化，引进和造就了一批高层次的青年学科带头人，形成了以中青年专家为主的研究群体，他们充分施展才智，所做的研究工作和取得的科研成果在国内多具特色，并在国际上占有一席之地。
本所是中国物理学会的常务理事单位，全国波谱学专业委员会的挂靠单位，湖北省暨武汉市物理学会理事长单位。主办的《数学物理学报》（中、英文版）和《波谱学杂志》均为我国自然科学的核心刊物，《数学物理学报》英文版为SCI收录期刊。
