作物遗传改良全国重点实验室依托于华中农业大学，2022年5月作为全国首批实验室完成国家重点实验室重组工作，由原名称“作物遗传改良国家重点实验室”正式更名为“作物遗传改良全国重点实验室”。作物遗传改良国家重点实验室于1992年3月由国家批准建设，1994年通过国家验收并正式对外开放，实验室分别于1996年、2001年、2006年、2011年（免评）、2016年连续5次被评为优秀国家重点实验室（历次参评全优），是唯一获此殊荣的农业科研类国家重点实验室，也是依托高校所建生命科学类唯一获此殊荣的国家重点实验室。在科技部的“国家重点实验室计划”20周年表彰大会上，我室荣获国家重点实验室计划先进集体、先进个人与管理人员3个“金牛奖”。于2012年获评“十一五”国家科技计划执行优秀团队称号。

实验室针对国家农业发展重大需求，经过30年在水稻、玉米、油菜、棉花等主要作物的基因组和重要性状遗传和分子机理研究、基因挖掘和新种质创制、新品种培育与产业推广应用等方面坚持不懈的努力，形成了作物遗传改良理论与实践相互促进、“上-中-下游”一体的优势和特色，已成为我国乃至全球农业领域具有重要影响的科学研究、人才培养、学术交流和机制管理创新的基地之一。以第一单位完成的科研成果获国家科技进步一等奖1项、国家自然科学二等奖2项、国家科技进步二等奖5项，参与完成的科研成果获国家科学技术奖励6项。

水稻功能基因组学研究处于国际领先水平，并带动其他作物基因组研究进入高水平发展阶段。连续4轮滚动牵头重大项目“水稻功能基因组研究”以及其他重大项目7项，使得我国水稻功能组研究整体水平处于国际领先地位，创新成果被列为“十二五”“十三五”农业领域标志性成果之首；建立完善的水稻、玉米、棉花、油菜等功能基因组学研究平台，包括全球首个广泛共享的遗传作图和基因组作图群体（TN-DH群体），被“国际芸薹属基因组计划咨询小组”作为国际作图资源；开创了我国玉米S型细胞质雄性不育的理论与应用研究。本室分离的水稻、玉米、棉花、油菜等农作物重要育种性状基因数量，在全球同级别单位中皆排第一位，基因资源转化为种质创新的基础雄厚。

作物育种新技术不断取得突破性成果。建立了国际上最大的水稻T-DNA插入突变体库，国际上效率最高的棉花遗传转化平台，建立了国际领先水平的棉花、油菜、水稻和玉米基因编辑体系，研发了我国第一套拥有完全自主知识产权的植物高通量表型组分析平台并被纳入国家重大基础设施建设。

以油菜为代表的种质改良和品种选育在国际同领域极具影响力。在全球率先揭示油菜自交不亲和系统的遗传规律，提出了油菜自交不亲和“三系”杂交种的利用模式，开启了我国油菜杂种优势利用的先河；发现的波里马细胞质雄性不育系(Pol CMS)被认为“是国际上第一个有实用价值的油菜雄性不育类型”，近年来由Pol CMS衍生系育成的品种占国内杂交油菜播种总面积的50%以上；选育出我国第一个双低杂交油菜品种“华油杂3号”和第一个大面积推广的双低杂交油菜品种“华油杂4号”。选育“华棉702”等一系列优质抗逆棉花品种，培育了华玉11和敦玉810等突破性新品种，引领了西南玉米种质创新和新品种的培育。

建立了一支结构合理、创新强劲的高水平科研队伍：现有固定人员134人，其中研究人员124人，技术人员7人，专职管理人员3人。研究人员中有中国科学院院士1人，中国工程院院士2人，长江学者奖励计划特聘教授5人、青年长江学者7人；国家杰出青年科学基金获得者6人，优秀青年科学基金获得者16人。入选国家海外高层次人才引进计划特聘专家2人、青年人才6人；入选国家高层次人才特殊支持计划百千万工程领军人才1人、科技创新领军人才8人、青年拔尖人才6人；有3个国家自然科学基金创新研究团队、1个科技部重点领域创新团队。