实验室于2008年4月经国家科技部批准立项，并依托矿冶科技集团有限公司（原北京矿冶研究总院）进行建设，2013年7月通过验收并对外开放运行。在2017年国家科技部组织的99家企业国重评估中，为25家获评优秀的国家重点实验室之一，是金属矿开发领域唯一获评优秀的国家重点实验室。2025年实验室经重组成为矿物加工科学与技术全国重点实验室，依托单位为矿冶科技集团有限公司、中南大学、东北大学。
实验室立足矿产资源开发领域国家战略需求，紧密围绕矿产资源清洁高效开发利用主线，坚持面向国家战略金属矿产资源安全高效开发需求进行理论与关键技术研究，重点开展矿物加工科学与技术的应用基础研究。通过产教融合、校企合作加速形成新质生产力，推动新一代矿物加工装备和选矿药剂体系的成果转化，构成矿产资源高效开发和综合利用的整体解决方案，提升相关领域的原始创新能力，加强共性技术开发，加大科研成果转化实施力度，助力矿物加工行业转型升级建设，推动我国矿业高质量发展。实验室积极推进资源绿色开发和循环经济科技创新，科学研究取得新进展，人才培养取得新成绩，科技成果应用取得新成效，得到国内外同行的高度认可；实验室业已成为中国乃至全球矿物加工领域最具影响的科学研究、人才培养、学术交流和成果转化基地之一。
实验室结合矿物加工行业现状，以复杂低品位矿产资源清洁高效开发为主线，围绕矿石基因特性提取与选矿工艺智能决策、多力场耦合物理分选与浮选过程界面调控、矿物加工过程生态保护与循环利用三大科学问题，在基因矿物加工及智能决策、复杂矿清洁高效分选理论与技术、浮选药剂分子设计与绿色合成、选矿装备力场分析与结构设计、矿冶固废增值消纳理论与技术五个主要研究方向开展应用基础研究和核心技术攻关。在矿物晶体化学、碎磨理论、选矿药剂分子设计、典型复杂矿产资源高效分选及综合利用技术、矿产资源评价及测试等研究领域取得了重要进展，成果显著；基因矿物加工及智能决策方向取得阶段性成果；在矿产资源综合利用、大型选矿设备的研发与应用等领域具有国际领先水平；技术成果已应用在国内外多家矿山企业，为提高我国矿产资源综合利用水平、实现节能减排，服务“一带一路”倡议做出了重要贡献。
实验室承担国家重点研发计划、国家973计划、国家科技支撑计划、国家科技重大专项、自然科学基金项目、国际合作项目、中国工程院咨询项目等国家级科研项目200余项。荣获国家科学技术进步奖二等奖6项，中国专利银奖1项，省部级奖励20余项，协会科技进步一等奖50余项，参与制定国际标准12项，发布国家、行业标准665项，发表国内外论文2000余篇。
实验室现有专职固定人员171人，其中正高级121人，副高级43人。实验室现有院士1人，国际级领军及青年人才7人，国家有突出贡献中青年专家2人，享受政府特殊津贴专家20人。