中国科学院微生物生理与代谢工程重点实验室是2013年1月1日认定的省部级重点实验室，依托中国科学院微生物研究所建设，实验室主任为陶勇研究员。
实验室现有10个研究组，固定人员46人，平均年龄38岁，其中博士学位37人（14人具有海外学习经历），包括研究员9名、副研究员8名、高级工程师2名。拥有博士后研究人员2名、研究生64名（博士生36名、硕士生28名，含外籍研究生3名）。实验室牵头建设CAS-TWAS生物技术卓越中心。
实验室定位于微生物生物技术领域的应用基础研究，面向国家战略和产业需求，围绕工业微生物生理与代谢功能的调控机制、生物合成与生理适应能力的重构及优化等关键科学问题，聚焦三个研究方向：分子遗传学与高效遗传操控系统、分子酶学与全细胞生物催化工程、分子生理学与先进代谢工程。致力于研发新一代工业菌种和性能先进的生物催化剂，实现大宗化学品、精细化学品和重大发酵产品的低成本生物制造。

实验室依托雄厚的科研实力与生物技术平台，面向生物医药、化工、发酵等行业，提供工业生物催化剂研发及生物制造过程优化等全方位技术服务：
工业菌种研发服务：提供新一代高效工业菌种的分子遗传学改造、代谢工程优化及高效遗传操控系统构建服务。
生物催化剂开发服务：开展分子酶学与全细胞生物催化工程研究，研发性能先进的工业生物催化剂（酶制剂）。
生物过程优化服务：提供生物制造过程的生理代谢分析、工艺优化及设备测试等定制化技术服务。
合成生物学技术服务：提供合成生物学新方法开发、计算机蛋白质设计与绿色化学等技术解决方案。
蛋白质工程服务：开展蛋白质工程与微生物酶应用研究，提供工业酶制剂的性能改造与应用开发服务。
技术咨询与合作研究：依托高水平研究团队，为行业提供微生物生理代谢领域的技术咨询、联合攻关及人才培养服务。