先进材料与结构分析研究部在中国科学院北京电子显微镜重点实验室与物理所三个相关课题小组的基础上于1996年正式成立。实验室在深入开展电子显微学理论和实验方法研究的基础上，注重其在凝聚态物理学、材料科学及生命科学中的应用。在准晶，纳米材料和强关联材料研究中，曾取得重要研究成果，荣获过“第三世界科学院物理奖”、“何梁何利奖”等二十余项国家、部委科技奖励。近几年内，引进多名优秀人才。目前实验室的研究工作主要涉及电子全息、电子能量损失谱，高分辨电子显微学，会聚束电子衍射，准晶、纳米材料微结构分析、多种无机材料的结构和相图，巨磁电阻多层膜及隧道结以及强关联材料的电荷有序化研究。利用计算机模拟和理论模型化方法对实验的数据进行深入分析。