中國科學院空天信息研究院（以下簡稱“空天院”）在中國科學院電子學研究所、遙感與數字地球研究所、光電研究院的基礎上整合組建，于2017年7月29日由中國科學院院長辦公會議審議通過。空天院的成立，是中國科學院黨組順應黨中央對科技機構改革的總要求、深化四類機構改革的重要舉措。

其中，電子學研究所創建于1956年，為我國第一個綜合型電子與信息科學研究所；遙感與數字地球研究所于2012年在原遙感應用研究所（1979年）、對地觀測中心（2007年）基礎上組建，為我國遙感科學與綜合應用技術研究機構；光電研究院組建于2003年，是光電工程、航天航空和應用科技等三個主要領域兼具總體管理與技術總體職能的高技術研究單位。

截至2019年6月，空天院共有在職職工2600余人。其中科技人員1600余人、科技支撐人員200余人，包括中國科學院院士3人、發展中國家科學院院士1人、研究員及正高級工程技術人員近300人、副研究員及高級工程技術人員600余人，在學研究生1300余人。