本实验室以分离科学与技术作为主要研究方向，立足学科前沿，面向国民经济和社会发展的重大需求，开展基础理论研究，发展关键技术与装备，积极推动科研成果转化。上世纪60年代在汪家鼎院士的带领下在萃取法核燃料后处理工艺和设备的研究方面为我国原子能工业的发展做出了历史性贡献。上世纪80年代以来以石油化工为主战场，实现了萃取新技术和新装备在芳烃抽提、润滑油精制、己内酰胺分离纯化等工业过程的成功应用，多次获得国家和省部级科技奖项，取得了重大的经济和社会效益。

进入二十一世纪，实验室以科学研究为中心，面向资源、能源、环境和材料等领域，在多相体系平衡和传递、分离设备强化及工程应用、分离新方法及新型分离介质、超临界萃取等方面开展研究。以发展高效液/液和气/液分离设备为目的，以现代测试技术和计算流体力学模拟相结合为主要方法，开展多相流体流动和传质性能的研究，发展新型测试技术和方法，开发高效分离设备和内构件，建立数学模型，为高效设备的工业应用提供基础。先后承担了国家自然科学基金重大、重点、杰出青年科学基金、国家科技攻关、973计划、863计划等国家级项目，实现了一批科技成果的产业化应用。