中国科学院沈阳应用生态研究所（以下简称沈阳生态所）成立于1954年，其前身为中国科学院林业土壤研究所，1987年更为现名，2001年成为国家知识创新工程试点单位，2015年成为中国科学院“生态文明建设”领域首批特色研究所试点单位。
建所以来，围绕现代农林业可持续发展和生态环境建设中亟需解决的重大科技问题，结合应用生态学发展需要，沈阳生态所在森林生态与林业生态工程、土壤生态与农业生态工程、污染生态与环境生态工程领域开展基础性、战略性和前瞻性研究，完善和创新应用生态学理论、方法和技术体系；聚焦退化生态系统恢复-重建与生态安全、黑土地保护-利用与粮食安全、污染环境治理-改善与低碳绿色发展，为东北工农业现代化和新型城镇化提供生态与环境保障，为生态文明-美丽中国建设提供科技支撑。
沈阳生态所设有3个研究中心，分别是森林生态与林业生态工程研究中心、土壤生态与农业生态工程研究中心、污染生态与环境生态工程研究中心。现有1个国地联合实验室、3个院级实验室、11个省级实验室和专业技术创新中心，分别是污染土壤生物-物化协同修复技术国家地方联合工程实验室、中国科学院污染生态与环境工程重点实验室、中国科学院森林生态与管理重点实验室、中国科学院绿色肥料工程实验室、辽宁省节水农业重点实验室、辽宁省生态公益林经营管理重点实验室、辽宁省植物资源保护与利用重点实验室、辽宁省土壤污染控制与生态修复重点实验室、辽宁省环境计算与可持续发展重点实验室、辽宁省稳定同位素技术重点实验室、辽宁省现代保护性耕作与生态农业重点实验室、辽宁省陆地生态系统碳中和重点实验室、辽宁省肥料专业技术创新中心、辽宁省污染环境生态修复专业技术创新中心、辽宁省农产品环境及质量安全控制专业技术创新中心。
研究所在不同地带、不同类型地区建有10个野外站，包括4个国家站（同为CERN站），分别是吉林长白山森林生态系统国家野外科学观测研究站、辽宁沈阳农田生态系统国家野外科学观测研究站、湖南会同森林生态系统国家野外科学观测研究站、辽宁清原森林生态系统国家野外科学观测研究站；包括3个所级站，分别是乌兰敖都荒漠化试验站、额尔古纳森林草原过渡带生态系统研究站、大青沟沙地生态实验站；包括3个与国家林草局共建站，分别是吉林长白山西坡森林生态系统定位站、内蒙古额尔古纳湿地生态系统定位观测研究站、辽宁沈阳城市生态系统定位观测研究站。
研究所建有被誉为“大城市中小森林”之称的沈阳树木园，园区占地达135公顷（包括万柳塘园区和辉山分园），建有展览温室和实验温室3000平方米；目前园内拥有植物专类区25个，保育植物资源2600余种，珍稀濒危植物61种；现迁地保育原生种植物1194种、本土植物1800余种、国家重点保护野生植物41种；此外，保存IUCN珍稀濒危植物38种、《中国生物多样性红色名录》珍稀濒危植物56种；完成东北地区受威胁物种60%以上的有效保护。
研究所拥有东北地区***的生物标本馆，馆藏标本61万份，其中包括维管束植物标本29万份，苔藓标本13万份，地衣标本3万份，高等真菌标本4万份，昆虫标本7.2万份，病害标本1万份，木材标本1千份，微生物标本2万份及土壤标本2万份。
沈阳生态所是1981年国务院学位委员会首次批准的博士学位点，现设有生态学、农业资源与环境2个一级学科博士研究生培养点，微生物学、环境科学2个二级学科博士研究生培养点，生态学、农业资源与环境2个一级学科硕士研究生培养点，微生物学、植物学、森林培育、环境科学等4个专业二级学科硕士研究生培养点；并设有生态学、农业资源与环境2个一级学科博士后流动站。
截至2021年底，沈阳生态所共有在职职工409人，其中专业技术人员373人（包括正高级专业技术人员87人、副高级专业技术人员101人），共有国家杰出青年科学基金获得者2人、国家优秀青年基金获得者10人；共有在学研究生386人（其中博士生216人、硕士生170人），在站博士后44人。
截至2021年底，共获得省部级以上奖励240余项，其中国家奖33项，省部级奖209项；出版专著近300部；发表论文11000余篇，其中SCI论文超过4500篇；授权专利533项。
沈阳生态所与美国、英国、德国、比利时、俄罗斯、瑞士、日本等国家的众多高水平大学和科研机构开展卓有成效的合作研究与学术交流，与国内知名高校和相关企业建立了合作关系。
沈阳生态所是辽宁省生态学会、辽宁省植物学会、辽宁省土壤学会、沈阳市植物学会的***单位；主办中文期刊《应用生态学报》《生态学杂志》，及SCIE期刊Ecological Processes等学术刊物。