纳米化学研究室创建于1993年6月，隶属北京大学纳米科技研究中心、化学与分子工程学院物理化学研究所、以及纳米器件物理与化学教育部重点实验室，室主任刘忠范教授。研究室所辖实验室14间，总面积460平方米，大中型实验设备26套，总值逾2600万元人民币。
研究室在职教师5人，其中教授2人、副教授2人、高级工程师1人，秘书1人。在职教师中长江特聘教授1人、博士生导师2人、国家杰出青年科学基金获得者2人、教育部跨世纪优秀人才基金和新世纪优秀人才基金获得者2人、香港求是科技基金会杰出青年学者奖获得者1人、中国化学会青年化学奖获得者1人。研究室在读5年制硕博连读生25人、4年制博士生1人、联合培养硕士生1人、本科生6人、博士后2人、访问学者2人（2007年10月统计数字，以下同）。
研究室下辖5个课题组：纳米压印与结构仿生组、UHV-SPM与输运性质组、CVD生长与物性组、SPM信息存储组、纳米合成与拉曼光谱组。当前的主要研究方向：1）单壁碳纳米管的能带调控与物性研究；2）STM热化学烧孔存储技术；3）纳米压印与光功能结构仿生器件等。
研究室成立以来，承担了科技部、教育部、国家自然科学基金项目25项，其中包括：主持国家攀登计划（B）1项、国家重点基础研究发展规划项目（973计划）1项、基金委重大项目子课题1项、基金委重点项目1项、教育部重点项目1项等。承担了与日本、韩国、香港、美国、瑞典等国际（或地区）合作项目8项。承担了世界银行贷款、211工程、985工程、基金委创新研究群体、以及教育部创新团队等基地建设项目8项。其它项目包括：国家纳米技术产业化基地项目1项、教育部博士点基金2项、博士后基金10项等。经费总额5244万元。
1993年以来，研究室在国内外核心学术期刊上发表论文257篇，其中影响因子大于3.0的论文86篇；申请中国发明专利6项；出版学术专著2部（合著）；获中国分析测试协会科学技术奖（CAIA奖）一等奖1项。与此同时，培养了一大批专业人才，包括：博士后18名、博士23名、硕士15名、学士57名、进修教师或访问学者8名。据不完全统计，研究室毕业生中，已有20人获得国内外著名高校或研究所的高级职称，其中8人已晋升为教授或研究员。