怀柔实验室是国家级新型科研事业单位，是能源领域重要科技力量，面向清洁低碳安全高效能源体系构建和“碳达峰、碳中和”战略目标，开展战略性、前瞻性、基础性科学技术研究，创新目标导向、开放协同的新型科研机制，汇聚海内外优秀人才，加速关键技术创新突破和重大科研成果转化应用。

2022年1月6日，在北京市第十五届人民代表大会第五次会议上，2022年北京市政府工作报告显示，北京已成立中关村国家实验室、怀柔国家实验室、昌平国家实验室。

2023年7月25日，新疆维吾尔自治区科技创新大会召开。会上，怀柔实验室新疆基地揭牌。

2024年7月14日，怀柔实验室与内蒙古自治区政府在北京签署战略合作协议。

2024年8月9日，湖南大学卓越工程师学院第一届理事会第一次全体会议在国家超级计算长沙中心举行，怀柔实验室作为理事单位之一参加会议。

实验室目前设有怀柔科学城、未来科学城两处在京办公区，另在太原设有山西研究院办公区。

怀柔科学城办公区：位于怀柔综合性国家科学中心，核心区建设用地166亩，一期总建筑面积27.2万平米，目前正在建设中；起步区建筑面积2.3万平米，主要为起步阶段职能部门和科研团队提供办公条件。

未来科学城办公区：位于昌平区未来科学城东部，总建筑面积约8万平米，为科研团队提供科研办公及实验条件。

山西研究院科研办公区：位于山西省太原市，总建筑面积约17万平米。

实验室各科研办公区均配备有完善的生活居住保障设施，充分满足各类科研人才高品质居住、休闲、运动需求。

雁栖国际人才社区：设有短租、长租两类公寓，短租公寓面积35至40平米，为单身青年职工提供独立、舒适的居住条件；长租公寓面积45至135平米，涵盖一居/二居/三居各类户型，可满足不同层次科研人才多样化住房需求；社区采用国际化设计，可为科研人才提供办公、会议、会客、书吧、影音室、水吧等服务，以及健身中心、游泳馆等公共设施。