高能所建有1個國家實驗室、1個國家重點實驗室、1個中科院卓越創(chuàng)新中心，3個中科院重點實驗室，以及若干研究中心。這些實驗室和研究中心在探索科學前沿、促進學科發(fā)展等方面發(fā)揮著積極作用。

　　國家實驗室 

　　北京正負電子對撞機國家實驗室，依托國家重大科學研究設施——北京正負電子對撞機建立，負責北京正負電子對撞機的運行和改進，并組織在其上開展的高能物理實驗研究、同步輻射多學科應用研究、利用直線加速器試驗電子束開展的測試研究等。

　　國家重點實驗室 

　　核探測器與核電子學國家重點實驗室，與中國科學技術大學共建，以建設國際一流的輻射探測技術與核電子學研究基地為目標，在先進輻射探測技術、前端電子學、大容量數(shù)據(jù)獲取與處理系統(tǒng)三大研究方向上開展前沿技術和方法的研究和探索。

　　中國科學院卓越創(chuàng)新中心 

　　中科院粒子物理前沿卓越創(chuàng)新中心，由高能所牽頭，聯(lián)合其他研究所和高校組建而成，以研究物質(zhì)深層次結(jié)構及其相互作用為根本目標，以“建成國際著名粒子物理綜合研究中心”為使命，在中微子物理、τ-粲物理和高能量前沿方向上開展研究工作。

　　中國科學院重點實驗室

　　中國科學院納米生物效應與安全性重點實驗室，我國第一個以納米材料的生物安全性為研究方向的專業(yè)實驗室，也是國際上納米安全性研究領域最具影響的代表性實驗室之一。實驗室以納米物質(zhì)的生物效應為核心，開展納米材料與毒理學、生物學和醫(yī)學交叉研究。

　　中國科學院粒子天體物理重點實驗室，以高能天體物理實驗與研究、宇宙線觀測和相關物理研究、暗物質(zhì)探測和宇宙學研究等為主要研究方向，在物理研究、探測器研制、實驗實施等方面具有雄厚實力，是我國粒子天體物理研究的主要基地。

　　中國科學院粒子加速物理與技術實驗室，以高能所加速器專業(yè)或技術為基礎，開展粒子加速物理、微波、超導和低溫、束流測控、功率源與電源、真空　和機械技術等方向的研究，促進加速器物理及技術發(fā)展，為高能物理、大科學裝置、多學科應用、成果轉(zhuǎn)化等提供支撐。

　　研究中心

　　中國科學院大科學裝置理論物理研究中心，依托大科學裝置進行粒子物理與宇宙學的理論研究，并開展交叉性的物理理論研究。為我國大科學裝置實驗發(fā)展方向提供理論指導，發(fā)展新的分析方法和理論，并對實驗結(jié)果給出理論分析和解釋。

　　北京市射線成像技術與裝備工程技術研究中心，致力于掌握新型探測器、電子學、算法軟件等方面核心技術，開展射線成像基礎研究、關鍵技術研發(fā)和系統(tǒng)集成，開發(fā)性能先進、具有市場競爭力的國產(chǎn)化設備，服務于國家重大需求和國民經(jīng)濟發(fā)展。

　　高能物理前沿研究中心，積極推動國內(nèi)高能物理研究國際化，利用和引進國際高端智力資源，提高自主創(chuàng)新能力，中心的主要任務是推動國內(nèi)TeV高能粒子物理研究，做出有國際影響的工作，主要采取兼職和客座專家的方式邀請國內(nèi)外知名學者來所短期工作。