深圳大學光電子學研究所成立于1999年9月，是以著名光電子學專家牛憨笨院士為首的課題組從中國科學院西安光學精密機械研究所調入深圳大學后組建的。為了大力發展教育，加大人才培養力度，將深圳大學辦成教學和科研并重型綜合性大學，促進光電子學科的發展，促進深圳市光電子產業的可持續發展，深圳市委、市政府對光電子學研究所的組建與建設給予了高度重視和大力支持。
投資4000萬元的光電子學研究所實驗大樓坐落在深圳大學文山湖畔。這是一座設施先進、功能完善、配套齊全、專業化水準高的現代化實驗大樓，總面積8200平方米，其中有1200平方米的百級和萬級凈化實驗室，有電子級超純水制備系統、各種特殊氣體的供送系統以及相應的安全保障和環保設施等。投資6000萬元購置的先進科研儀器設備，構建了顯微分析、光譜分析、超快診斷技術、光電子材料、生物光子學、等離子體顯示、應用光學、電子學等10多個測試實驗室和真空光電子器件、半導體光電子材料與器件、平板顯示器件、有機電致發光材料、納米光電子材料等10多個工藝實驗室。主要大型儀器設備有：金屬有機化合物氣相沉積（MOCVD）系統、微波等離子體增強化學氣相沉積（MPECVD）系統、等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）系統、磁控濺射系統、反應離子刻蝕機、光刻機、高精度絲網印刷機、大型高精度點膠機、高精度噴砂機、多功能鍍膜機、掃描探針顯微鏡、掃描電子顯微鏡、臺階輪廓測試儀、三維視頻顯微鏡、真空紫外單色儀、紫外/可見/近紅外光譜儀、飛秒激光器、皮秒激光器、熒光光譜測試儀、激光拉曼譜儀、高分辨X射線衍射儀、變磁場霍爾測試儀、多光子激發熒光顯微成像系統、高速示波器、邏輯分析儀和數字電路開發系統等，以及光學設計分析、多物理場分析等大型軟件。這些硬件條件，為建設一流的光電子學研究所奠定了堅實的基礎。
近年來已形成了一支以院士領銜、由來自國內外的學術帶頭人和青年骨干組成的高水平科研隊伍。全所現有固定研究人員31人，其中有博士學位者14人(包括博士后5人)，碩士學位者8人。現有正高職稱人員10人（含院士1人，博士生導師6人），副高職稱人員14人，中級職稱人員7人。這些研究人員在光電子學研究領域為國家做出了重要貢獻，曾獲國家發明和科技進步獎8項、省部級科技進步獎23項，其中國家級發明二等獎2項、三等獎1項，國家科技進步特等獎1項、二等獎2項、三等獎2項，省部級科技進步獎一等獎8項、二等獎5項、三等獎10項。有國家級突出貢獻專家1人，政府特殊津貼獲得者7人，省級有突出貢獻中青年專家2人。
光電子學研究所的發展目標是：以光學工程學科建設尤其是以光電子學科建設為龍頭，以科學研究和高素質人才培養為主要任務，把光電子學研究所建設成為光電子器件與系統的創新基地，高素質人才的培養基地，國內外學術交流的基地和產學研結合的基地；發揚“求是、創新、團結、奉獻”的精神，出成果，出人才，經過5～10年的努力，建設成為一流的研究所，為深圳市和國家光電子科技和產業的發展做出貢獻。