2015年10月18日，广东省人民政府与清华大学签署共建清华珠三角研究院协议，在广州建立清华珠三角研究院。研究院是广东省事业单位，按企业化方式运行管理，实行理事会领导下的院长负责制。
研究院恪守清华大学“自强不息，厚德载物”的校训，深度参与国家创新驱动发展战略实施，推动广东产业结构转型升级、战略新兴产业培育发展，助力清华世界***建设。立足广州、服务广东、辐射港澳，大力开展科技创新，培养聚集高端人才，发展高新技术产业。
研究院以体制机制创新为核心，围绕新能源新材料、电子信息、生物医药、生态环保领域，着力打造科技研发、企业孵化、创业投资、人才培养、国际合作等功能板块，建设产学研资深度融合特色高效的科技创新体系。
截至2021年11月，研究院建立了微纳能源研发中心、智能电网技术研发中心、能源先进测控技术与装备研发中心、过程工业智能研发中心、无线宽带通信技术研发中心、跨媒体智能与类脑机器人技术研发中心、医用光学技术研发中心、半导体封装载板材料研发中心等20多个研发平台，引进了一批高科技项目落户广州。
在投资孵化方面，研究院的全资投资平台广华创业投资有限公司，以研究院研发平台为支撑，以国家及广东省战略新兴产业为方向，通过开展直投业务、基金募集等推动技术项目产业化。截至2021年11月，共完成了34个高科技产业项目的投资及合作。同时，研究院采用市场化运作模式，形成了以科技引领、融资支持、增值服务为主的孵化服务体系，打造涵盖了创客空间、孵化器、加速器、产业园区的企业孵化链条，为企业创新成长提供服务。目前，直接管理、体系输出和资源共享的企业孵化载体共7万多平方米，累计孵化企业800多家，其中高新技术企业60多家。
在人才集聚与培育方面，研究院依托建设的研发平台和开展的重大产业化项目，聚集了包括清华大学院士、国家重大人才专项专家和广东省高层次人才等40多人。
研究院积极参与粤港澳科技合作，2019年4月创建粤港澳创新中心，已成为粤港澳科技创新合作示范基地。从2019年10月开始，深度参与粤港澳大湾区国家技术创新中心建设，是中心发起方之一，将成为中心总部的基础建设力量。 在国际合作方面，研究院积极搭建国际和国内技术转移网络，分别在亚洲、欧洲、北美建设了7个海外创新中心，依托海外中心开展国际科技创新合作、高科技项目团队的引进。
研究院将努力成为粤港澳大湾区新兴产业技术创新的“火车头”和融合源头创新资源的新型研发机构的引领者，形成产学研深度融合的国际化创新孵化集群，打造创新创业人才汇聚的高地，战略新兴产业和未来产业聚集的基地。