实验室面向国家重大需求和国际学术前沿，围绕“用化学工程的理论与方法指导材料制备的工程化”、“基于新材料发展新的化学工程技术与理论”的学术思路，通过材料的功能－结构－应用关系的科学问题的研究，致力于解决制约过程工业可持续发展的能源、资源和环境等瓶颈问题，构建化学工程与材料学科交叉研究的学术平台，并逐步形成三大研究方向：（1）限域传递理论，（2）高性能膜材料设计与制备，（3）基于新型材料的低碳流程再造。通过这些方向的研究，以期形成具有自主知识产权、对国民经济有重大影响的标志性成果。

实验室现有固定人员186人，中国工程院院士3人；正高职称144人，副高职称34人，中级及以下职称8人；在读研究生（含博士生）2000余人，在站博士后63人；国家级人才50人、国家级青年人才30人，国家杰出专业技术人才2名，国家“863”领域专家6名，先后获得基金委创新研究群体，4个教育部创新团队和1个科技部创新团队。1个团队入选首批全国高校黄大年式教师团队，实验室入选科技部创新人才示范基地，形成了以院士为带头人，以青年博士生导师和海外归国博士为主体，年轻博士为骨干结构合理的研究队伍。实验室拥有仪器价值3.5亿元现代化的仪器分析测试中心，包括了一批材料微结构表征与宏观性能测试等仪器设备。

实验室定位于应用基础研究，面向低碳流程再造的重大需求，聚焦“纳微尺度传递规律”科学问题，发展限域传递理论，创制高性能膜材料，突破以新型材料为核心的生物基材料、大宗化学品、水泥等制备新流程关键技术，引领材料化学工程学科发展，切实解决关键工程技术问题，成为实现双碳目标一支重要战略科技力量。