国家环境保护城市空气颗粒物污染防治重点实验室依托南开大学，于2004年12月由原国家环境保护总局批准建设，2007年通过验收并由环保部正式命名。实验室集基础应用研究与人才培养于一体，以改善大气环境质量、为国家和地方环境空气质量管理和决策提供科技支撑为目标，是我国唯一以大气颗粒物命名的重点实验室。在历次重点实验室评估中均获优秀。

重点实验室是国家清洁空气研究计划总体专家组单位、三部委大气污染源解析论证专家组长单位、京津冀大气污染防治联合研究总体专家组成员单位。

近年来，实验室主持国家研发计划重点专项等国家及省部级科研项目20余项。实验室研发了一系列自主创新的技术方法及模型软件并已形成完整的模型软件体系。主持编制了多项国家标准、技术规范或技术文件，其中包括《防治城市扬尘污染技术规范》(HJ/T 393-2007)，《大气颗粒物来源解析技术指南（试行）》（环发[2013]92号）、《城市扬尘排放源清单编制技术指南》（环保部公告 2014年 第92号），《大气颗粒物源解析工作报告编写大纲（试行）》、《大气颗粒物源解析技术报告编写大纲（试行）》环测函（2015）159号。引领着我国大气颗粒物污染防治急需的源解析技术的发展方向。作为环保部、中科院和工程院三部委大气污染源解析结果联合论证专家组组长单位之一，参与了我国所有重点城市的结果论证，负责起草《关于天津市和石家庄市大气颗粒物来源研究情况的报告》。实验室已在我国近40个环保重点城市大气颗粒物源解析及污染防治研究。

受环保部委托，参与 “APEC”和“抗战胜利70周年阅兵”空气质量保障，并负责保障措施环境效果评估，参与起草相应的《保障措施效果评估报告》。

重点实验室长期与天津市环保局、天津市气象局的科研部门合作，共建有天津市大气污染防治联合实验室。作为主要技术支撑单位，长期参与天津市大气颗粒物来源解析、重污染成因分析、重污染预报预警及应急等工作。受市委市政府委托，实验室撰写了《天津市大气污染防治工作的问题与建议》、《天津市雾霾污染成因及防治出路》等调研报告，部分意见得到政府的采纳。