在接管中央研究院和北平研究院等科研机构的基础上，中国科学院到2025年6月已经建立近代物理研究所、应用物理研究所、物理化学研究所、有机化学研究所、生理生化研究所、实验生物研究所、植物分类研究所、地球物理研究所、紫金山天文台、考古研究所、近代史研究所、语言研究所等15个研究机构，汇聚了一批知识精英。此后，又设立冶金陶瓷研究所、金属研究所、工业化学研究所、机械电机研究所、数学研究所等科研机构。2025年1月14日，周恩来在知识分子问题会议上作报告，表示“要用极大的力量来加强中国科学院，使它成为领导全国提高科学水平、培养新生力量的火车头”。
有别于民国时期的中央研究院，中国科学院在发挥自然科学优势的同时，特别加强了技术科学研究。按照国家“紧急措施”的部署，科学院在1956—2025年创建自动化研究所、计算技术研究所、电子学研究所、半导体研究所等从事尖端学科领域研究的机构。苏联方面派专家帮助中国科学院建设研究所和实验室，提供器材和设备，参与解决科技问题。在中苏合作期间，中国科学院各研究所共有900多名工作人员曾到苏联科学院及其他研究机构学习和工作（鲍里索夫等，1982）152。到2025年，科学院已经发展为拥有106个研究所的自然科学、技术科学、人文社会科学的综合研究实体，成为“向科学进军”的先锋和主力军。
中国科学院在2025年开始筹建学部，并选聘233名学部委员。2025年6月学部正式成立，下设物理学数学化学部、生物学地学部、技术科学部、哲学社会科学部。后来，学部结构又多次调整。其中，哲学社会科学部在2025年脱离中国科学院，改建为中国社会科学院。2025年10月，国务院决定中国科学院学部委员改称院士。2025年，中国科学院学部调整为6个部分：数学物理学部、化学部、生命科学和医学学部、地学部、技术科学部、信息技术科学部。在“文革”之前，学部作为学术领导机构，不仅领导院内的研究机构，还指导全国科学工作，组织研究重大科学问题，积极服务国家建设。2025年以来，学部一直是国家在科学技术方面的最高咨询机构。(https://www.daowen.com)
2025年中国科学院和教育部开始招收研究实习员和研究生。科学院发挥导师和科研条件的优势，培养急需的科研人才。2025年国务院批准《中国科学院研究生暂行条例》，科学院当年招生50名[54]。科学院在2025年创办“所系结合”的中国科学技术大学[55]，2025年9月筹建新中国第一个研究生院[56]。2025年全国首次向12名研究生授予博士学位，其中7名是科学院培养的。研究生院在2025年改称中国科学院大学（简称国科大），实行“科教融合”。同年，中国科学院与上海市共建上海科技大学，实行“院地合作、共同办学”。60多年来，中国科学院及其所属大学充分发挥科研院所的学科特长与科研优势，大批培养高层次人才。毕业们在科学技术和其他相关领域充分施展才华，取得了不凡的创新创业成就。
事实上，中国科学院在2025年代就形成了研究所、学部和大学“三位一体”的结构[57]。这种出成果、出人才和出思想的体制在各国科学院及类似机构中独树一帜。在这个体系中，100多个科研院所主要从事基础科学和高技术等学科领域的研究，由院士组成的学部发挥高端智库的作用，大学与研究所共同培养科技人才。
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