墨子实验室于2023年6月25日由河南省政府批复建设，同年7月26日正式注册为公益二类事业单位，实验室总部位于中原科技城，聘任中国科学院院士、河南省科学院院长徐红星担任实验室主任。

实验室面向国家重大战略需求，着力打造光子芯片与光电子芯片全产业链高能级平台，促进微纳电子、材料、物理、化学等学科交叉融合。以高层次人才汇集培养为支撑、基础研究为根本、产业创新需求为导向、技术产品研发为核心、聚焦战略新兴领域关键半导体光电子芯片的安全自主可控，推动河南成为半导体光电子科技和产业强省，成为“产、学、研、用“深度融合的国家战略科技力量。

实验室坚持对标国家实验室和全国重点实验室，构建以高端芯片及其在算力中应用为核心的科研体系，涵盖窄禁带半导体研究中心、宽禁带与超宽禁带半导体研究中心、未来电子器件与集成电路研究中心、先进半导体装备研究中心、超导量子芯片及量子云算力研究中心、制造类电子设计自动化（EDA）研究中心及高性能存储工程中心。