实验室以探索新型材料、发展高新技术产业、推动传统产业改造为背景，发挥材料科学与等离子体物理的学科交叉优势，开展利用载能束（激光束、离子束、电子束和等离子体）进行材料改性及合成的应用基础研究。实验室筹建于1988年5月，1991年10月对外开放。目前拥有一支高水平的科研队伍，有长江学者特聘教授3名、国家杰出青年基金获得者2人、中国高校青年教师奖1人、教育部跨世纪人才6人。实验室在从事基础研究的同时，注重为辽宁地方科技服务，与大连冷冻机股份有限公司、沈阳黎明、渤海船舶重工有限 责任公司、辽宁特殊钢集团、大连石化分公司等都有长期合作研究。