中国国家物理实验室最早出现在成立于1928年的中央研究院物理研究所和成立于1929年的北平研究院物理学研究所。到1949年为止，中央研究院物理研究所建立原子核物理实验室、金属学实验室、无线电实验室、光谱学实验室等四个实验室;北平研究院物理学研究所建立光谱学实验室、结晶学实验室、地文物理实验室;北平研究院原子学研究所建立放射学实验室、X射线实验室、原子核物理实验室。1949年11月，中国科学院成立，原中央研究院和北平研究院的物理实验室整合为中国科学院近代物理研究所和应用物理研究所所属实验室。以此为基础，中国科学院上述两个研究所的物理实验室逐步发展演化为物理研究所、高能物理研究所、理论物理研究所、半导体研究所、兰州近代物理研究所、微电子研究所、理化技术研究所、电子学研究所、声学研究所等所属的物理实验室。　　 本文梳理中国国家物理实验室（主要是指中央研究院、北平研究院的物理实验室及中国科学院的物理实验室）机构、人员、仪器的演化与变迁，以中国科学院半导体研究所实验室为案例，分析科学自主性与国家集权化、科学家“自主选择”与国家“科学规划”、学科分化与时代需求之间的关系。　　 实验室组织、人员、设备之内在要素与国家政治环境、经济状况和科技政策等外部条件均对实验室发展发挥重要的作用。短期来看，中国国家物理实验室的发展受到政治运动、经济状况与科技政策的巨大影响;长时段来看，中国国家物理实验室更多地为科学规范和物理学的内在发展所支配。　　 实验室是科学家学术思想和学术成就产生并借以传承的重要场所，优秀科学家的学术引导作用是实验室产生重要科学成果的基本保障。物理学的发展要求，如新兴学科的建立和交叉学科的生长，实验室内在要素和外部条件的完美协调，有力地促进中国国家物理实验室的持续高效发展。