中央研究院（Academia Sinica），簡稱中研院，1927年4月17日，國民政府定都南京的前夕，在南京舉行的國民黨中央政.治.會.議第74次會議中，李石曾提出設立中央研究院案，決議推李煜瀛、蔡元培、張人杰（靜江）三位先生共同起草組織法。
同年5月9日，決議設立籌備處。7月4日，將正在籌設的中央研究院改列為中華民國大學院的附屬機關之一。11月12日，大學院院長蔡元培聘請學術界人士30人，在大學院召開中央研究院籌備會，展開籌備工作。
1928年4月10日，國民政府修正中央研究院組織條例，成為不屬于大學院的獨立機關。23日，特任蔡元培先生為院長。
6月9日，舉行第1次院務會議，宣告正式成立。
蔡元培是擔任這一職務直至1940年3月。可以說，這是蔡元培在南京國民政府時期，在教育文化界寫下的最濃墨重彩的一筆，為中國的現代科學事業奠定了基礎。
蔡元培本人並不是一個科學家，但他曾數游歐洲，深諳科技在時代發展中的決定性作用，深知科技事業之于國家、民族的重要。
他說︰「教育文化為一國立國之根本，而科學研究尤為一切事業之基礎。」
中央研究院也是蔡元培教育「科學化」的最重要結晶。
1927年11月9日，《中央研究院組織法》公布，明定「中央研究院直隸于中華民國國民政府，為中華民國最高學術研究機關」，設立物理、化學、工程、地質、天文、氣象、歷史語言、國文學、考古學、心理學、教育、社會科學、動物、植物等十四個研究所。
蔡元培作為當時的大學院院長，具體負責中央研究院的組織工作。
1928年4月，南京國民政府公布修正中央研究院條例，改中華民國大學院研究院為中央研究院，直屬國民政府。
在首任院長蔡元培任內，中央研究院陸續在南京、上海等地設立十個研究所。
其中，理化實業研究所于1927年11月籌設，下有物理組、化學組、工程組。1928年7月分立為物理研究所、化學研究所、工程研究所，均在上海。
地質調查所于1927年11月籌設，1928年7月在上海成立地質研究所。
社會科學研究所于1927年11月籌設，1928年5月正式成立，下有法制組、民族組、經濟組、社會組，前兩組在南京，後兩組在上海。1934年7月，中華教育文化基金董事會之北平社會調查所並入該所，1945年改稱社會研究所。
觀象台于1927年11月更名，下有天文組、氣象組。1928年2月分立為天文研究所、氣象研究所，均在南京。
語言歷史研究所于1927年夏設于廣州中山大學，1928年3月在中山大學籌設歷史語言研究所，10月22日遷入廣州柏園正式成立，後遷北平。
體質人類學研究所于1944年由史語所第四組中抽出另設，抗戰勝利復員後因限于經費，又由史語所收回接辦。
自然歷史博物館于1929年1月籌備，1930年1月成立于南京，1934年7月更名為「動植物研究所」，1944年5月分立動物研究所、植物研究所。
心理研究所于1928年11月決定設立，1929年1月籌備，1929年5月在北平正式成立。
數學研究所于1941年籌備，1947年在上海正式成立。
醫學研究所于1944年籌備。
院長任上，蔡元培依舊奉行他的「人才至上」主義，不拘一格選用科學方面的專家。
理工方面，物理研究所聘丁西林為所長，嚴濟慈、胡剛復、楊肇等為研究員。
化學研究所聘王為所長，趙燏黃、沈慈輝、曾義為研究員。
工程研究所聘請周仁為所長，王季同、周行健等為研究員。
地質研究所聘李四光為所長，翁文灝、葉良輔、徐淵摩等為研究員。
氣象研究所聘竺可楨為所長，胡煥庸等為研究員。
天文研究所聘請俞青松為所長，陳遵媯、高平子為研究員。
心理研究所由康鉞任所長。
人文方面，歷史語言所由傅斯年任所長，陳寅恪、趙元任、李濟分別任歷史組、語言組、考古組主任，研究員有陳垣、劉半農、徐中舒、羅常培、史祿國(白俄學者)等。
社會科學研究所由楊端六任所長，後由蔡元培本人兼任。經濟組主任楊杏佛，研究員楊端六、吳定良，特約研究員劉大鈞、王、何廉、蔣廷黻等。法制組主任王雲五，特約研究員周鯁生、王世杰、胡長青等。社會組主任陳翰笙，研究員王濟昌，特約研究員陶孟和；民族組主任蔡元培，研究員有德國學者但澤、凌純聲。
蔡元培所聘請的研究人員，幾乎囊括了當時中國科學界的頂級精英。
在研究院的行政管理上，蔡元培也始終把握專家治院的原則。研究院內總管行政事務的最初為秘書長，後改稱為總干事。蔡元培聘請的第一任總干事是楊杏佛。
楊杏佛早年加入同盟會，並曾在孫中山的臨時南京政府中任職，後赴美國留學，攻讀機械工程、工商管理、經濟。歸國後，長期協助蔡元培工作，是蔡元培創建中央研究院的最得力的助手。
蔡元培曾說︰「我素來寬容而迂緩，楊君精悍而機警，正可以他之長補我之短。」
1933年，楊杏佛遭國民黨特務暗殺，物理學家丁西林短期代任總干事一職，繼由地質學家丁文江接任總干事。
丁文江早年留學英國攻讀動物學和地質學，1922年參與發起成立中國地質學會，與翁文灝合著《第一次中國礦業紀要》。他是一個精于科學又長于事務管理的科學家，1934年任中央研究院總干事後在科研組織管理方面實施了一系列富有成效的改革。蔡元培稱他是一位「有辦事才能的科學家」，「我國現代稀有的人物」。
作為一院之長的蔡元培給自己的角色定位，就是為科研人員竭盡所能地創造學術研究條件和空間。各所的學者要去全國各地進行科學調研，蔡元培總是和國民黨的各地方軍政要員積極接洽，要求他們盡力協助。
對自己聘任的專家學者，蔡元培則用人不疑。
時任社會科學研究所社會組主任的陳翰笙回憶︰「蔡先生是院長兼社會科學研究所所長，但所內的具體工作，全都放手讓我主持，從不干擾。重要事務，由我去向他報告，他仔細地、認真地、虛心地听取報告，先征求我的處理意見，然後由他提出具體辦法來同我商榷……我去信請教時，他都親筆回信，具體而切實，從沒有訓人的口吻。他不僅對我是這樣，他對中央研究院每一個工作人員，不論職位高低，都以謙虛誠懇的態度平等相待。」
蔡元培領導創建中國研究院，是他繼擔任民國教育總長、北大校長之後，對于中國文教科研事業所做的又一個豐碑式功績，以至有人評價，這是「蔡先生對于我國學術之最大貢獻」。
由于多數院士及中央研究院第一屆院士會議所選出之第三屆評議員32人都留在大陸或留置國外，在台者僅有吳大猷、朱家驊、凌鴻勛、李先聞、吳敬恆、胡適、傅斯年、李濟、董作賓、王世杰、王寵惠等人，不足法定人數，兩會無法召集並行使職權，在一段時間里，台「中研院」陷入半停頓狀態。
1954年，經朱家驊多方奔走，在台北市南港區現址營建院區。植物研究所在台「復所」。
1955年，成立中央研究院近代史研究所及中央研究院近民族研究所籌備處。
1957年，多方討論出「以報到登記人數為實有全體人數」之辦法並呈奉台灣當局領導人令準，于4月2日在台舉行第二次院士會議，4月3日舉行第三屆評議會首次會議。
同年12月，胡適繼朱家驊之後擔任院長，次年正式就職。化學研究所在台「復所」。
經胡適、王世杰、錢思亮、吳大猷、李遠哲、翁啟惠等院長之戮力經營，台灣的「中央研究院」逐漸形成了今日之規模。
這為後話。