北京市內有多個研究所，其中中國科學院下屬的就有多個，包括：
數學與系統科學研究院。專注於數學和系統科學的研究。
物理研究所。涉及物理學各個領域的研究。
化學研究所。涵蓋化學各個方向的研究，如高分子科學、物理化學等。
地理科學與資源研究所。專注於地理科學和資源研究。
生物化學與細胞生物學研究所。涉及生物化學和細胞生物學的研究。
遺傳與發育生物學研究所。專注於遺傳學和生物學發育研究。
生物物理研究所。結合生物學和物理學的研究方法。
動物研究所。專注於動物學的研究。
植物研究所。涉及植物學的研究。
微生物研究所。專注於微生物學的研究。
神經科學研究所。專注於神經科學的研究。
北京基因組研究所。專注於基因組學的研究。
此外，還有如工程熱物理研究所、北京納米能源與系統研究所、理化技術研究所、計算機網路信息中心、文獻情報中心、聲學研究所、計算技術研究所、自動化研究所、自然科學史研究所、半導體研究所、地理科學與資源研究所、國家空間科學中心、理論物理研究所、遙感與數字地球研究所、微電子研究所、國家天文台、心理研究所等。這些研究所在各自的領域內進行基礎和套用研究，推動科學技術的發展。