上海光机所建所45来，完成了一系列重大科研项目，包括重大的光学与激光前沿基础和应用基础研究项目、大型的激光应用工程研究等。1964年以来，已取得813项科技成果，获国家级奖励44项，中科院奖励127项、上海市及部委级奖励124项。其中“激光12号实验装置”获得1990年国家科技进步一等奖，“小型化OPCPA超短超强激光装置研究”获得2004年国家科技进步一等奖。多年来，获得国家自然科学二等奖、国家科技进步二等奖的项目共有18项。
1985年国家实施专利制度以来，截止到2008年底，上海光机所申请专利1966项，获授权专利1245项。近几年来申请专利数一直名列全国科研机构前茅。
上海光机所每年发表论文800多篇，科技论文三项指标（SCI收录论文、论文被国外引用、国内期刊论文）连年位于全国科研机构前列。
高频序列短脉冲同步闪光仪：
用于高速摄影的同步照明或激光器的泵浦。它含有一支短脉冲气体放电灯，n个结构相同的与短脉冲气体放电灯并联置放的充放电单元、高压充电电源、预电离高压电源、高压触发脉冲发生器、同步触发信号发生器和n个结构相同的同步触发放大器。本发明可以获得很高的闪光频率（≥5×105次/秒）与高的闪光平均功率（ ≥ 5×106瓦），还具有耗电小，成本低的优点。
L形菲索干涉仪：
一种检测大型激光放大器的L形菲索干涉仪。包含由点光源射出的激光束，通过小孔光阑、分光棱镜和准直物镜出射在垂直方向的平行光束，经过标准平板分成参考光束Ia和检验光束Ib，检验光束Ib通过一标准反射镜变垂直方向为水平方向进行，再穿过被检测系统射入垂直置放的反射镜后自准沿原光路返回，两光束Ia、Ib干涉条纹显示记录于摄像及处理系统，由此给出精确的定量结果。整体结构呈L形，既合理又简单紧凑。