中国科学院山西煤炭化学研究所是高技术基地型研究所，主要从事能源环境、先进材料和绿色化工三大领域的应用基础和高技术研究与开发。
中国科学院山西煤炭化学研究所的前身是中国科学院煤炭研究室，于1954年在大连中国科学院石油研究所（即现在的中国科学院大连化学物理研究所）挂牌成立。1961年，煤炭研究室扩建为中国科学院煤炭化学研究所并开始向太原搬迁。1978年9月改名为中国科学院山西煤炭化学研究所并沿用至今。
建所以来，山西煤化所以协调解决能源利用效率与生态环境问题和重点突破制约国家战略性新兴产业发展的先进材料瓶颈为目标，在能源和材料领域突破系列关键技术，满足国家能源战略安全和社会经济可持续发展的战略性重大需求。“十四五”时期，山西煤化所将面向国家重大需求，面向经济主战场，聚焦国家碳达峰、碳中和战略部署，围绕煤炭高效低碳利用、炭基新材料制备与应用、氢能与燃料电池核心关键材料、污染物协同控制及废弃物资源化利用四个主攻方向，开展定向基础研究、关键核心技术攻关和重大系统集成创新，引领煤炭绿色低碳与高端炭基材料发展方向，成为我国能源、材料领域创新能力强、影响力大、不可替代的战略科技力量。截至2022年底，山西煤化所共有在职职工496人。其中科技人员433人，包括研究员及正高级工程技术人员78人、副研究员及高级工程技术人员148人。其中国家杰出青年基金获得者4人，国家优秀青年基金获得者2人，中科院关键技术人才4人，中科院青促会优秀会员2人，山西省学术带头人7人，山西省新兴产业领军人才8人。
山西煤化所拥有太原桃南园区、小店园区；拥有煤炭高效低碳利用全国重点实验室（筹建）、煤炭间接液化国家工程研究中心、碳纤维制备技术国家工程研究中心、山西煤化工技术国际研发中心以及与潞安集团共建的国家煤基合成工程技术研究中心等国家级研发单元；中科院（山西省）炭材料重点实验室、山西省粉煤气化工程研究中心、山西省生物炼制工程技术研究中心、山西省石墨烯技术工程研究中心、山西省热塑性复合材料工程研究中心等院、省级研发单元以及应用催化与绿色化工实验室所级研发单元。
山西煤化所是1981年国务院学位委员会批准的首批博士、硕士学位授予单位之一，现有博士生导师50人，硕士生导师62人，设有化学、化学工程与技术、材料科学与工程3个一级学科硕士、博士研究生培养点；材料与化学、资源与环境2个全日制专业硕士授权点，并设有1个化学专业一级学科博士后流动站。共有在学研究生396人（其中硕士生182人、博士生214人）。
山西煤化所主办有《燃料化学学报（中英文）》和《新型炭材料（中英文）》等学术刊物，均被《中文核心期刊要目总览》收录。其中，《燃料化学学报（中英文）》被美国工程信息公司数据库（EI COMPENDEX）等收录并与Elsevier出版集团合作ScienceDirect在线出版英文网络版（Journal of Fuel Chemistry and Technology）；《新型炭材料（中英文）》被美国科学引文索引扩大版数据库（SCI-E）、美国工程信息公司数据库（EI COMPENDEX）等收录并与Elsevier出版集团合作ScienceDirect在线出版英文网络版（New Carbon Materials）。《燃料化学学报（中英文）》曾荣获全国“百强科技期刊”和“中国精品科技期刊”，《新型炭材料（中英文）》曾荣获全国“百强科技期刊”和“中国出版政府奖提名奖”。
山西煤化所在各个历史时期为国家洁净能源与先进材料技术研发与产业化以及国家经济建设和科学技术发展做出了突出贡献，共计获得全国科学大会奖、国家技术发明奖、国家科技进步奖、中国科学院科技成果奖、发明奖、自然科学奖、杰出成就奖以及省部级科技成果奖247项，国家授权专利865项。
山西煤化所将以人才队伍优化为核心，以重大项目实施为牵引，以对外合作交流为窗口，以创新平台建设为保障，全面实施“率先行动”计划，在国家创新体系建设中，积极发挥国立科研机构引领示范作用，不断加快现代化研究所建设步伐。