实验室原名“理论化学与分子模拟”省部共建教育部重点实验室，于2008年经教育部批准立项建设，2013年通过教育部验收并改名为理论有机化学与功能分子教育部重点实验室，2019年通过评估为良好。

实验室坚持“四个面向”，围绕新材料、新药物与环保等国家重大战略需求，服务湖南“三高四新”美好蓝图，瞄准学科前沿，聚焦分子构效关系、生物活性分子与药物、光电功能分子材料、环境功能分子材料等研究领域，注重化学化工与材料、环境、药物等多学科交叉融合与创新，形成“分子构效关系与计算化学、生物活性分子与药物、光电功能分子材料、环境功能分子材料与资源利用”四个稳定的研究方向，主要研发新型功能分子材料，用于重金属污染治理、疾病标志物检测与药物创制等，助力湖南经济建设和社会发展。

实验室依托化学一级学科博士点、矿物加工二级学科博士点招收博士研究生；依托化学、化学工程与技术、材料科学与工程3个一级学科硕士点，以及材料与化工、生物与医药2个专业硕士点招收硕士研究生。依托化学、制药工程、应用化学、环境工程等8个相关专业进行本科人才培养。其中化学、化学工程与工艺为国家一流专业，应用化学和制药工程为湖南省一流专业。拥有国家级实验室教学示范中心1个，湖南省高校产学研合作示范基地1个、省级研究生培养创新基地1个，湖南省湖湘高层次人才聚焦工程创新团队1个，湖南省高校科技创新团队 1 个，省级教学团队1个。

化学学科自“九五”以来为湖南省重点学科、2019年进入ESI全球排名前1%学科、2021以来上榜US News世界大学学科排行榜学科、2021年获批一级学科博士点。

经过多年来的建设与发展，实验室已形成一支以国家级高层次人才为核心的结构比较合理、团结协作、具有多学科研究背景的学术队伍。现有研究人员79人，其中教授38人，副高职称人员30人，博士78人，博士生导师25人，长江学者特聘教授1人，青年长江学者1人，国家青年拔尖人才1人，国务院政府特殊津贴专家2人，湖南省科技领军人才、省杰青等其他省级人才25人。

5年来实验室主持科研项目365项。其中国家级项目71项，包含国家重点研发计划子课题3项，国家自然科学基金项目61项（区域联合基金2项，国家自然科学基金面上项目41项、国家自然科学基金青年项目18项），国防项目6项（国防基础科研计划1项、军委科技委计划4项、重大装备基础研究项目1项），国际科技合作项目1项；省部级项目130项，其中省重点研发计划9项，省自然科学基金54项（其中杰出青年基金6项，优秀青年基金3项）；横向项目69项，累计经费1.01亿元。在《Angew. Chem. Ed. Int.》《Adv. Fuc. Mater.》《Org. Lett.》《Chem. Comm.》《J. Org. Chem.》《Anal. Chem.》等国际国内期刊上共发表SCI、EI等学术446篇。出版专著3部。授权发明专利217项（国际专利3项），转让技术成果和专利17项，经费537万元；获省部级科研奖15项：省自然科学二等奖3项、三等9项，省科技进步二等奖2项，省技术发明三等奖1项。获省级教学成果奖6项。

实验室面积达5500平方米，拥有场发射透射电镜、场发射扫描电镜、激光共聚焦显微镜、核磁共振波谱仪(400 MHz)、X-射线单晶衍射仪、扫描电镜原子力显微镜、X-粉末衍射仪、液质联用仪、液相色谱仪等一批先进大型仪器，总值达9000余万元，其中5年内新增仪器设备4500万元。

实验室积极开展学术交流与合作与人才培养。与中山大学、四川大学、武汉大学、中南大学、湖南大学、瑞典哥德堡大学、波兰弗洛茨瓦夫大学、日本名古屋大学、美国德州大学圣安东尼奥分校等有良好合作。（数据截止2024.09）