流程工业综合自动化全国重点实验室以东北大学国家重点建设一级学科、国家一流建设学科——控制科学与工程为依托，面向流程工业高端化智能化绿色化的国家重大需求，以综合自动化与智能化系统理论和技术体系、智能优化决策和控制一体化理论与关键技术为主攻方向，不断创新机制，实现全国重点实验室与国家工程技术中心的有机结合，形成基础研究—前沿高技术—成果转化和促进基础研究的快速通道。
实验室拥有4支国家自然科学基金委创新研究群体，2个学科创新引智基地（111计划），海内外院士11人，IFAC Fellow 8人，IEEE Fellow 19人，国家特聘教授14人，教育部长江学者特聘教授11人，长江讲席学者1人，长江学者讲座教授9人，国家杰出青年科学基金获得者11人，优秀青年科学基金、青年千人、青年拔尖等国家级青年人才入选者19人，教育部新世纪优秀人才16人，中国国际科技合作奖获得者1人，中国政府友谊奖获得者1人，中国青年科技奖获得者3人，中国高校青年科学奖获得者1人。
五年来，实验室主持或参与科研项目890余项，总经费9.5亿元，其中包括国家纵向科研项目650余项，总经费6.9亿元。实验室共承担国家自然科学基金重大、重点以上项目38项，重点研发计划项目（课题）29项，973计划项目2项，863计划、支撑计划以及高技术产业化示范工程项目30余项；承担与完成千万以上海内外重大自动化工程项目10余项。发表SCI论文1510余篇，其中IEEE汇刊及IFAC会刊790余篇。实验室授权发明专利550余项，共承担科技成果转化项目34项，其中30余项发明专利实现科技成果转化，发明专利实施许可经费1.64亿元。
实验室共获国家自然科学二等奖3项、国家技术发明二等奖5项、国家科技进步二等奖5项、中国国际科技合作奖1项；省部级特等和一等奖30余项，其中自然科学一等奖13项。
实验室近五年培养300余人获得博士学位。其中，4人获得中国自动化学会优秀博士学位论文奖，2人获得中国电子教育学会优秀博士学位论文奖，1人获得中国电工技术学会优秀博士学位论文奖，2人获得中国自动化学会优博提名，7人获得辽宁省优秀博士学位论文奖，1人获得辽宁省优博提名。
实验室以“学科创新引智基地”（111计划）为依托，开展广泛的国际合作。平均每年国际知名学者来访40余人次。海外知名教授10余人到实验室做长期学术休假。实验室学术带头人应邀在IFAC和IEEE系列重要国际会议作大会特邀报告40余次。主办国际会议20余次，其中2014年主办的WCICA 2014有1200余位学者共襄大会，盛况空前；第10届国际自动控制联合会化工过程先进控制年会（ADCHEM 2018）是创会以来首次在中国大陆召开，此次参会正式代表人数230余人（外宾参会人数137人），柴天佑院士为大会作特邀报告，是该会有史以来第一位作大会特邀报告的中国学者；率先举办工业人工智能国际会议，IEEE Industrial Electronics Society等协办，每届邀请来自美国、加拿大、英国、法国、德国、瑞典、澳大利亚、日本、新加坡等国家和地区60余位著名专家学者作前沿论坛报告，国内外工业人工智能领域400余人参加会议，目前已在沈阳成功举办六届。实验室人员在国际组织和IEEE汇刊等国际权威期刊任职30余人次。实验室所取得的成果获得国际权威专家的高度评价，国际控制理论领域最高学术组织——IEEE 控制系统协会三任主席Francesco Bullo教授、Maria Elena Valcher教授和Roberto Tempo 教授来访实验室后均在业界顶级期刊IEEE Control Systems Magazine上撰文赞扬实验室，如：“实验室是一个真正独一无二且令人敬佩的研究中心。”、“实验室的成就在国际自动化领域不可比拟。”
2022年，实验室已批复重组为流程工业综合自动化全国重点实验室，将在国家统筹布局下，承担全国重点实验室战略任务，开展有组织科研，努力建设成为国家战略科技力量。