棉花生物育种与综合利用全国重点实验室依托中国农业科学院棉花研究所、河南大学和郑州大学建设，2022年12月完成国家重点实验室重组，由原名“棉花生物学国家重点实验室”正式更名为“棉花生物育种与综合利用全国重点实验室”。实验室于2011年10月由科技部正式批准建设，2014年8月通过建设期验收，2017年6月通过科技部评估，评估结果为“良好”。

实验室以学科发展前沿和国家重大战略需求为导向，聚焦棉花生物育种，开展创新性、系统性应用基础研究，助力生物育种技术创新和重大产品更新换代，推动实现种业科技自立自强、种源自主可控，着力打造一支确保我国棉花科技引领、产业可持续发展的国家战略科技力量。

实验室研究方向主要包括：（1）棉花种质资源鉴定与优异基因挖掘；（2）棉花逆境调控与骨干亲本创制；（3）棉花产量品质协同改良与品种培育；（4）棉籽营养成分挖掘与综合利用。

实验室实行在理事会领导下、学术委员会指导下的主任负责制。实验室主任为中国农业科学院棉花研究所所长李付广研究员，学术委员会主任为中国科学院分子植物科学卓越创新中心、中国科学院院士陈晓亚。实验室注重队伍建设，人员专业结构和年龄结构合理，现有固定人员126人，包括科研人员、技术人员和管理人员，其中高级职称人员占比73%。研究团队中有中国工程院院士1人，国际欧亚科学院院士1人，国家杰出青年基金获得者1人，国家高层次人才特殊支持计划5人，“百千万人才工程”国家级人选8人，中华农业英才奖2人，国家优秀青年基金获得者1人，中原学者4人等，形成了以中国工程院院士和欧亚科学院院士领衔，以杰青、优青、火炬计划等中青年人才为骨干的人才梯队。国家基金委创新研究群体1个，科技部创新人才推进计划重点领域创新团队1个，全国农业科研杰出人才及其创新团队5个，神农中华农业科技奖优秀创新团队3个。

实验室瞄准棉花科技发展前沿，开展与棉花生产相关的重大应用基础理论和技术开发研究。截至2022年底，实验室主持和承担各类科研项目321项，其中国家级项目242项，总经费9.77亿元。发表SCI论文1043篇，出版专著46部、译著1部，授权国家发明专利327项，培育棉花品种146个，获国家自然科学奖二等奖1项、国家科学技术进步奖二等奖1项、省部级一等奖10项等。自2012年至今，棉花基因组及功能基因组领域共在Nature、Nature Genetics和Nature Biotechnology发表论文16篇，其中，实验室为主完成5篇，重要参与2篇，在棉花基因组研究方面居于领先位置。

实验室高度重视研究平台建设，拥有独立的科研大楼，科研用房面积达到26500平方米，实验室总资产达4.1亿元。实验室已建设成为棉花生物育种和棉花种质创新方向的国家级研究平台。实验室将始终围绕国家战略需要，立足应用基础研究，将科学研究成果与生产应用结合，为保障我国棉花生物育种的应用基础研究和生产需求提供强大的技术和人才支撑。