中國科學院山西煤炭化學研究所是高技術基地型研究所，主要從事能源環境、先進材料和綠色化工三大領域的應用基礎和高技術研究與開發。

中國科學院山西煤炭化學研究所的前身是中國科學院煤炭研究室，于1954年在大連中國科學院石油研究所（即現在的中國科學院大連化學物理研究所）掛牌成立。1961年，煤炭研究室擴建為中國科學院煤炭化學研究所并開始向太原搬遷。1978年9月改名為中國科學院山西煤炭化學研究所并沿用至今。

建所以來，山西煤化所以滿足國家能源戰略安全、社會經濟可持續發展以及國防安全的戰略性重大科技需求為使命，以協調解決煤炭利用效率與生態環境問題和重點突破制約國家戰略性新興產業發展的材料瓶頸為目標，圍繞煤炭清潔高效利用和新型炭材料制備與應用開展定向基礎研究、關鍵核心技術和重大系統集成創新，逐漸由一個只有64人的實驗室，發展壯大為從基礎研究到工藝過程開發直至產業化的體系較為完備且在國內外相關領域具有重要影響力的現代化研究所。截至2020年底，山西煤化所共有在職職工476人。其中科技人員375人，包括研究員及正高級工程技術人員71人、副研究員及高級工程技術人員124人。科技部創新人才推進計劃4人，山西省學術帶頭人14人，山西省新興產業領軍人才8人。

山西煤化所擁有太原桃南園區、小店中試基地、揚州碳纖維工程技術中心研發區域（中心）；擁有煤轉化國家重點實驗室、煤炭間接液化國家工程實驗室、碳纖維制備技術國家工程實驗室、山西煤化工技術國際研發中心以及與潞安集團共建的國家煤基合成工程技術研究中心等國家級研發單元；中科院（山西省）炭材料重點實驗室、山西省粉煤氣化工程研究中心、山西省生物煉制工程技術研究中心、山西省石墨烯技術工程研究中心、與太鋼集團共建的山西省碳纖維及復合材料工程技術研究中心等院、省級研發單元以及應用催化與綠色化工實驗室所級研發單元。煤轉化國家重點實驗室與殼牌合作設立了ICC-Shell煤化學聯合實驗室。