中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所于2001年4月25日由原南京天文仪器研制中心科研部分组建而成，1998年首批进入中国科学院知识创新工程。
南京天光所是我国专业天文仪器研制及天文技术研究和发展的重要基地，自其前身1958年成立起五十多年来，共为我国天文观测研制了50多种门类齐全的天文仪器，包括恒星物理观测仪器，太阳物理观测仪器，人造卫星观测仪器，天体测量观测仪器，射电天文观测仪器，空间（含球载）天文观测仪器等。其中典型代表是2.16米光学天文望远镜（获国家科技进步一等奖）。在天文技术研究方面取得了以“天文望远镜光学的研究”（获国家自然科学二等奖）为代表的一大批研究成果。迄今共获得国家、院部省级的各种奖励55项。其中， 作为第一获奖(完成)单位,获国家科技进步一等奖1项、国家自然科学二等奖1项、国家科技进步二等奖4项、国家科技进步三等奖1项。作为第二获奖(完成)单位获国家科技进步一等奖1项、国家科技进步二等奖2项。还为美国、法国、西班牙、日本和韩国等国家研制了30多台天文仪器。
进入新世纪，作为研究和发展中国天文仪器及技术的国家队，南京天光所按照中国科学院知识创新工程的战略部署，进一步凝练创新目标，优化学科布局，发挥学科优势，取得了许多创新成果。所承担的国家自然科学基金重点项目“高精度大口径天文镜面磨制技术”获江苏省2004年科技进步一等奖,2005年国家科技进步二等奖，标志着我国高精度大口径天文镜面技术迈上新台阶，跨入世界先进行列； 30米光学/红外天文望远镜预研究团组已在国际未来巨型天文望远镜研究领域中占有了一席之地；参与发起了南极天文研究，开辟了新的天文仪器发展领域；国家重大科学工程“大天区面积多目标光纤光谱望远镜”（简称LAMOST项目）已胜利落成并通过了国家竣工验收。LAMOST的研制成功使我所主动光学技术、大望远镜设计研制和大规模光谱观测技术处于国际领先地位。
南京天光所拥有国内一流的天文光学和技术专家。现有院士3名，研究员20余名。作为中国科学院研究生院天体物理（天文仪器与技术）、光学工程、精密仪器及机械学科的博士、硕士学位培养点，现有研究生导师20余名，在学研究生50名，其中博士研究生10名。
南京天光所积极开展与国内外学术机构的交流与合作。根据中国科学院的“全院办校，所系结合”的方针，与中国科技大学精密机械与精密仪器系以及电子科学与技术系签订了所系合作协议，并在此基础上开展了卓有成效的合作研究和人才培养工作。天光所还与国外著名的天文机构保持着良好的合作关系，每年利用各种渠道派遣科研人员到国际一流的天文台和研究所进行工作访问和学术交流。
作为创新工程基地，南京天光所承担了国家重大科学工程LAMOST项目、国家自然科学基金重大项目空间太阳望远镜（SST）、国家重大科学工程 500米口径射电望远镜（FAST）的主动反射面预研究等一批国家大、中型天文仪器科研项目。
南京天光所目前下设望远镜新技术研究室、太阳仪器研究室、天文光谱和高分辩成像研究室、镜面技术实验室、大口径光学技术研究室和望远镜工程中心六个科研部门，建设有主动光学、天文镜面等多个实验室，配备了太阳光谱测试装置、双频激光干涉仪、大口径薄镜面以及拼接镜面主动光学试验平台、高精度摩擦驱动试验平台、恒星光干涉实验平台、3.6米环抛机、WYKO干涉仪、2.5米磨镜机、1.2米数控磨镜机、1.6米磁控溅射真空镀膜机等先进实验条件和装备。
为了高质量地完成所承担的科研任务，南京天光所于2003年通过了ISO9001：2000国际质量管理体系认证，建立起与国际接轨的科学的质量管理体系。今后，南京天光所将坚定执行“质量第一，科学管理，唯真求实，协力创新”的质量方针，并致力于培养一支知识创新、重视质量、善于管理的高科技队伍。
南京天光所的总体发展目标为：具体实施我国天文学在天文技术方面的长远发展规划和可持续发展战略，发展和跟踪与现代天文学密切相关的高新技术，承担LAMOST等国家重大以及中型地面和空间天文设备的研制和预研，同时在其它领域中发挥优势并相互推动高科技的发展。将研究所办成我国天文光学高新技术研究和发展基地、国家大型天文设备的研制基地以及高级人才的培养基地。
南京天光所中长期发展战略为：在努力保证国家重大科学工程项目LAMOST圆满完成的基础上，以30-100米光学/红外望远镜的方案和关键技术预研为主，努力发展各项天文高技术并广泛开展国际合作，将天光所办成国内一流，在国际上有重要影响的天文技术研究所。
