汽车电子研究中心：汽车电子研究中心以先进集成技术为指导，以控制科学、电气电子工程和汽车工程为学科基础，致力于节能与新能源汽车动力系统、汽车安全与可靠性技术等前沿领域的研究。　

人机交互研究中心：人机交互研究中心致力于计算机辅助医学、医学图像、虚拟医学、人机交互和计算机图形学等前沿研究。 

集成电子技术研究中心：集成电子技术研究中心致力于低成本、低功耗射频(RF)集成电路与系统的研究，主要研究方向有RFID （Radio Frequency Identification）和无线传感器网络.在RFID方面,中心开展了从RFID芯片、firmware, 到应用系统多方面研发.在无线传感器网络方面，中心开展了传感器芯片、射频收发芯片、传感器节点、及MAC和部分网络协议的研发。 

在RFID和无线传感器网络上，中心承担了多个国家和地方的研发项目。另外结合市场需求，开展了一些产业化项目。 

智能仿生研究中心：智能仿生研究中心以智能学，仿生学和信息学为学科基础，以先进集成技术为指导，致力于机器人，智能系统，仿生系统等方面的前沿研究。 

智能传感器研究中心：中心致力于传感器信息融合、无线传感网络、医学传感器、定位跟踪技术等方向的前沿研究。 

精密工程研究中心：精密工程研究中心的研究方向包括：精密工程系统的设计与制造、在线监控与控制、以及纳米材料的应用。 

环绕智能与多模式系统研究室：环绕式智能研究室致力于研究以语音为中心的多模式交互技术，包括自然语言理解在智能人机接口方面的应用、鲁棒的语音识别方法、多媒体开采与信息检索、自动口语翻译、生物测定学等研究方向。

认知技术研究中心：认知技术研究中心致力于机器人领域内的前瞻性和实用性技术的研究，并开展多种认知技术的集成和应用研究，让更多的机器人技术能够走进人类的生活。

文化集成工程研究室：文化集成工程实验室致力于研究计算机视觉、计算机辅助设计、计算智能、机械控制及其相关领域的技术在社会文化方面的综合应用。通过探索它们在艺术和文化领域的的协同应用—保存、鉴别、合成和推断的创新方法，使得表达、鉴赏和个人体验的新视角成为可能。

光电子集成技术研究室：光电子集成技术研究室以光电技术、微电子技术和封装技术为基础，致力于甚短距离光互连技术、系统级封装技术、光电传感与测量技术等方向的研究，涉及高速、低功耗混合信号集成电路设计、高速高密度电路基板与封装设计、光电器件集成、信号采集与处理等若干技术点。

光伏太阳能电池研究室：光伏太阳能电池实验室致力于半导体薄膜太阳能电池的研究。目标是发展有自己知识产权的低成本工业化生产工艺，在五年内实现技术产业化转移。

人机控制研究室：研究室成立于2006年，主要致力于智能人机交互关键技术，包括图像处理与计算机视觉、多传感器融合人机交互、视觉伺服控制；计算机视觉在虚拟现实中的应用等。主要在研项目包括:实时三维运动捕捉与动作识别；多通道融合人机交互；智能互联网机器人。

先进材料研究中心：中国科学院深圳先进技术研究院先进材料研究中心原属精密工程研究中心材料组。该组成立于2006年。材料组经过3年半的努力，由最初的特殊微结构相变储能材料的研发项目为起点，发展到目前高效储能相变材料、纳米润滑材料、先进电子封装材料、电池材料、电子陶瓷等多个学科的研究和应用，涉及节能建筑、绿色家电、电子电讯、先进制造等多个领域，与国内著名高等院校、深圳市及华南地区著名企业建立了广泛和深入的合作。2010年经院领导批准，先进材料研究中心正式成立。目前中心拥有一批具有丰富创造力的研究团队，具有博士学位科研人员6人，硕士学位6人，在读博士、硕士研究生6人。成立了通讯机房节能技术联合实验室、节能复合材料与微结构实验室、工业润滑材料实验室、及高密度集成电路封装技术国家工程实验室。承担多项国家、科学院、广东省、深圳市项目，以及企业资助的横向项目。已发表和待发表论文20余篇，申请专利10余项。