1975年7月，广州市自动控制研究所成立；
1977年8月，广州市光学应用研究所成立。两所均属广州市科学技术委员会管理的处级事业单位。两所毗邻，座落于广州天河区龙口东路28—36号。
1995年8月，经广州市编制委员会和市科委同意，广州市自动控制研究所和广州市光学应用研究所合并，成立广州市光机电工程研究开发中心。
2007年，广州市编委批准广州市光机电工程研究开发中心变更名为广州市光机电技术研究院，同时批准扩大从事的业务范围。
2008年，广州市光机电技术研究院在广州科学城置地的一期工程行政楼、科研生产楼和综合楼完成建设并投入使用。同年4月28日，广州市光机电技术研究院从天河区龙口东路整体搬迁进驻广州科学城科研路3号，翻开了发展进程崭新的一页。
2019年3月，光机电（广州）科技研究院有限公司成立，是广州市光机电技术研究院转企改制并入广州开发区的全面承继单位。