模式识别国家重点实验室筹建于1984年，1987年8月正式对外开放，同年12月通过国家验收，是由国家计委投资筹建的第一批国家重点实验室之一。实验室依托于中国科学院自动化研究所，第一任主任是马颂德研究员，第二任主任是谭铁牛院士，现任主任是刘成林研究员。
实验室以模式识别基础理论、图像处理与计算机视觉以及语音语言信息处理为主要研究方向，研究人类模式识别的机理以及有效的计算方法，为开发智能系统提供关键技术，为探求人类智力的本质提供科学依据。实验室的定位和目标是“面向国际学科前沿，面向国家战略需求，面向国民经济主战场，开展模式识别领域的基础和应用基础研究，建设国际一流的科研团队，打造具有广泛影响力的模式识别领域国家公共研究平台，使其成为国内外著名的科学研究、技术创新和人才培养基地，推动和引领模式识别学科的发展，为我国信息技术等战略新兴产业发展提供知识、技术与人才储备”。
实验室现有固定人员139人，45岁以下年青人约占80％，国家杰出青年基金获得者7人。实验室流动人员660人，包括博士后30人、博士研究生231人、硕士研究生（含非全）281人、高级访问学者、客座研究人员等，形成了一个以年轻学术带头人为核心、以青年科研骨干为主体和以高素质的研究生队伍为主力的研究梯队。
实验室目前承担400余项科研项目，其中包括国家重点研发计划项目，科技创新2030-“新一代人工智能”重大项目，国家自然科学基金重大、重点和面上项目、杰出青年科学基金项目和创新群体项目，国际合作项目，企业合作项目等。
近年来，实验室成员每年在国内外重要的学术期刊和国际学术会议上发表论文300余篇，其中多数发表在国际权威刊物和国际重要会议上，如IEEE汇刊（T-PAMI, T-IP, T-ASLP等），International Journal of Computer Vision, Pattern Recognition, CVPR, ICCV, ICPR, ACCV等。
近年来，实验室已获授权发明专利400余项，获国家自然科学二等奖1项，国家技术发明二等奖2项，国家科技进步二等奖3项，北京市科学技术奖一等奖2项，中科院自然科学二等奖2项，其它部委级一等奖2项，国际发明金奖与世界知识产权专项奖各1项。
在国家有关部门的大力支持下，模式识别国家重点实验室始终坚持在模式识别领域开展基础和应用基础的创新研究，取得了一些成绩，奠定了良好基础。实验室尽管面临巨大的人才竞争压力，依然有信心将实验室建设成为面向国际学科前沿和国家战略需求的、国际化的科研基地，为我国的信息高科技基础研究做出新的更大的贡献！
研究方向
模式识别基础理论是开展模式识别及其相关研究的基础，主要研究模式识别中的共性基础理论与方法，包括模式识别的认知机理与计算模型、模式分类与机器学习、模式描述与结构理解等。
图像处理与计算机视觉主要研究视觉模式的分析与理解，有着广泛的应用领域和前景。主要研究内容包括三维视觉和场景分析、物体检测与识别、视频分析与语义理解、医学影像分析、生物特征图像识别、遥感图像分析、文档图像分析、多媒体计算等。
语音与语言信息处理主要研究听觉模式的分析与理解，是改善人机通信和交互方式、有效利用网络内容资源的重要手段，是实现不同语种之间的全球自由通信的重大关键技术。主要研究内容包括语音识别、话语理解、口语翻译、情感交互、中文语言处理与信息检索等。
脑网络组研究内容包括在宏观、介观及微观尺度上建立人脑和动物脑的连接图，以脑网络为基本单元的组学，在此基础上研究脑网络拓扑结构、脑网络的动力学属性、脑功能及功能异常的脑网络表征、脑网络的遗传基础，并对脑网络的结构与功能进行建模和仿真，为类脑研究及下一代人工智能提供基础支撑。
类脑智能研究致力于解析神经系统的微观环路，通过借鉴脑的工作原理，构建大规模神经连接的认知计算和学习模型，实现机理类脑、行为类人的类脑智能系统，并研究脑机融合技术，促进人机混合智能的发展。
