国家同步辐射实验室一期工程建设之时，世界上同步辐射光源中插入元件刚刚开始使用，工程人员注意到了这一趋势，设计了可放置插入原件的长直线节。合肥同步辐射光源从储存环的12块弯转磁铁都可引出特征波长为24埃的同步辐射光束，还有3个直线节可安装插入元件并引出具有其它特征波长的光束。这是我国第一台以真空紫外和软X射线为主的专用同步辐射光源。
随着科学技术的发展和用户对光源需求的提高，国家同步辐射实验室原有线站已不能满足需要。增加光束线站、改进和提高光源性能势在必行。1997年国家计委批准了“国家同步辐射实验室二期工程”的立项，总投资1.18亿元人民币，在原有装置的基础上改造主要系统，增建1台波荡器和8条光束线及相应的实验站。二期工程于1999年5月正式开工建设，2004年12月通过国家竣工验收，并全面向国内外用户开放。
NSRL以向国内外用户开放为宗旨，光源长期可靠稳定运行为己任，为广大用户提供良好的实验条件和手段；为国家重大基础研究计划（如纳米科技计划、结构基因组研究计划等）、863研究项目、国防建设急需的研究项目以及其它学科的创新性研究工作提供一流的研究平台；充分发挥NSRL多学科交叉的特点，开拓同步辐射新的应用领域，促进原创性工作的开展，促进用户取得具有国际影响的研究成果；与产业建立合作关系，并寻求产业建立自己的专用设备或生产基地。
NSRL作为中国重要的同步辐射研究中心之一，成为以同步辐射应用和同步辐射光源研究为主的知识创新基地、人才培养基地及发展高新技术的创新基地。为国内外科学家提供性能优良的实验研究平台，使用户能在若干前沿研究领域取得具有国际先进水平的成果。有选择地开展一些有特色的基础研究和应用基础研究，推动研究成果向高新技术转化。同时，围绕光源和光束线实验站的长期可靠稳定运行，开展必要的机器研究和发展新的实验装置及实验方法。
NSRL经几次升级改造后运行稳定可靠，建有15个实验站，成为向国内外用户提供优质的服务的国家级科研平台，新建的高空间分辨X射线成像光束线及实验站空间分辨率达到世界先进水平。近年来在此装置上基础研究和应用研究方面取得了一系列重要成果，凹陷硫化铜十四面体微晶结构观测、燃烧研究金属/聚合物界面研究、星际烯醇研究、铁磁性半导体研究及超分子液晶材料结构研究等方面取得重大进展，多篇高水平论文陆续在国际著名专业杂志发表。
