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上海生科院是由中国科学院原上海生物化学研究所、上海细胞生物学研究所、上海生理研究所、上海脑研究所、上海药物研究所、上海植物生理研究所、上海昆虫研究所和上海生物工程研究中心等8个生命科学研究机构经过结构调整、体制创新组建而成的科研机构，中国科学院国家基因研究中心、上海生命科学研究中心、中国科学院上海实验动物中心、中国科学院上海文献情报中心等也先后整建制并入。
上海生科院共有生物化学与细胞生物学研究所、神经科学研究所、上海药物研究所、植物生理生态研究所、健康科学研究所、营养科学研究所、上海巴斯德研究所、计算生物学研究所、上海植物逆境生物学研究中心、中科院-二军大转化医学研究院等10个研究机构；生命科学信息中心、上海实验动物中心等2个支撑单元；中科院上海辰山植物科学研究中心、中科院-二军大转化医学研究院、中科院上海临床研究中心、上海工业生物技术研发中心、上海生物医学工程研究中心、中科院湖州应用技术研究和产业化中心等5个院地合作共建机构。
上海生科院根据中科院“创新2020”发展战略，瞄准国际生命科学前沿领域，针对国家重大战略需求,聚焦生命现象本质、人口健康和农业发展的关键科学问题开展研究，大胆探索有利于科学创新的体制与机制，建设成为综合、大型、跨领域、国际化、布局合理、具有强大竞争力和重要影响力的生命科学和健康科学研究和人才培养基地。