多相复杂系统国家重点实验室依托中国科学院过程工程研究所，实验室是在原科学院多相反应重点实验室的基础上成立的。

2006年7月，由科技部正式批准开始建设，2009年1月16日，通过科技部的验收。李静海院士任实验室主任，朱庆山研究员任常务副主任。

实验室的研究对象是能源转化、材料制备等多相复杂系统 ，主要内容包括多相复杂系统的多尺度理论与方法，多相体系的离散化模型与计算，化工、材料与能源工程中的工艺与过程调控，过程工程数据信息平台等，目的是研究物质转化过程中物质的流动、传递和反应及其相互作用以及时空多尺度结构的形成与演化规律，包括结构的形成机制、结构的时空耦合和突变规律、不同尺度结构之间的关联等， 揭示物质转化复杂系统放大与调控的共性规律，建立定量放大与定向调控的理论与方法，解决工艺调控和实验室成果产业化中的关键科学问题。

通过解决过程工程科学的共性和关键的科学问题，实现物质转化过程的量化设计、过程放大和系统优化，推动我国过程工业的跨越发展，创建我国过程工业科学在国际学术界的优势与特色。

以时空多尺度结构为焦点，以计算模拟和实验技术为手段，以材料和能源相关工业和过程为对象，建立对过程和产品进行多尺度模拟、分析和调控的理论和方法，推动过程工程学科的发展，与企业界密切合作、发展高效清洁的工艺、流程和设备，为过程工业的发展提供科学技术的支撑，同时，为复杂化科学的发展做出贡献。