1975年7月，廣州市自動控制研究所成立；
1977年8月，廣州市光學應用研究所成立。兩所均屬廣州市科學技術委員會管理的處級事業單位。兩所毗鄰，座落于廣州天河區龍口東路28—36號。
1995年8月，經廣州市編制委員會和市科委同意，廣州市自動控制研究所和廣州市光學應用研究所合并，成立廣州市光機電工程研究開發中心。
2007年，廣州市編委批準廣州市光機電工程研究開發中心變更名為廣州市光機電技術研究院，同時批準擴大從事的業務范圍。
2008年，廣州市光機電技術研究院在廣州科學城置地的一期工程行政樓、科研生產樓和綜合樓完成建設并投入使用。同年4月28日，廣州市光機電技術研究院從天河區龍口東路整體搬遷進駐廣州科學城科研路3號，翻開了發展進程嶄新的一頁。
2019年3月，光機電（廣州）科技研究院有限公司成立，是廣州市光機電技術研究院轉企改制并入廣州開發區的全面承繼單位。