中国科学院沈阳分院是中国科学院的派出机构 ，负责协助院党组领导和指导中国科学院在辽宁省和山东省的研究所有关工作，是连接院机关和研究所的桥梁纽带，区域科技管理和服务的中心。
沈阳分院系统共有10个院属单位，除沈阳分院机关外，还有7个研究所和2个整体转制公司。包括在辽宁省的大连化学物理研究所、金属研究所、沈阳应用生态研究所、沈阳自动化研究所、沈阳计算技术研究所有限公司、沈阳科学仪器股份有限公司；在山东省的海洋研究所、青岛生物能源与过程研究所、烟台海岸带研究所。
沈阳分院系统现有重大创新平台25个，包括：国家研究中心1个、全国重点实验室4个、重点实验室（中国科学院）2个、国家重大科技基础设施1个、国家级野外台站6个、国家工程技术研究中心4个、国家工程研究中心7个。系统单位主要研究领域以技术科学和资源环境科学为主，包括化学与化工技术、材料科学与工程、工业控制与自动化、机器人技术、计算机应用与信息技术、数控技术、生物技术、能源科学与技术、农业技术、海洋技术、环境科学与工程、生态工程与环保技术等。
截至2024年底，拥有14402人，其中在职职工8661人（事业编职工5782人，事业编外合同制职工2879人，专业技术人员4824人，高级研究人员3242人），在籍研究生4789人，在站博士后952人。
