中国科学院分子影像重点实验室孵化于中国科学院自动化研究所智能医学研究中心，于2013年正式成立。实验室的总体研究目标是：以信息科技为基础，在生物体活体层面通过对其分子细胞水平的生理过程和生物学事件进行多模态和多尺度的影像信息获取，对重大疾病实现高灵敏度的早期检测、高精确度的辅助诊断，以及指导智能化的精准治疗和预后康复，推进相关生物医学技术和设备的临床转化和产业化，最终促进精准医学在我国的发展，提高我国重大疾病以“早期检测、精准诊疗、智能康复”为核心的整体诊疗水平。