楚天科技一贯重视研发体系建设，研发实力雄厚，研发成果层出不穷。2006年公司研发中心先后被认定为市级企业技术中心和省级企业技术中心，2010年被认定为国家级企业技术中心。
目前公司的研发中心由研发部、工艺部、博士后科研工作站、湖南省制药装备工程技术研究中心、外国技术专家工作室、标准化与资料室、检测检验中心、信息化部、全球客户远程服务测控中心、知识产权部、新产品试制车间等11个部门组成。
公司研发中心目前有科技工作人员300余人，约占员工总数的15%。其中专职研发人员225名，客座研发人员12名，业内资深专家10名，国家级专家2名，外籍专家1名。
公司研发中心拥有场地13400 ㎡，其中办公场地近8000 ㎡，空气净化与检测中心400 ㎡，新产品试制车间5000 ㎡。拥有各类加工、实验和测试设备200余台套，设备总值达5000多万元，如真空钎焊炉、立式加工中心、纵环缝等离子（P/T）焊接系统、三轴坐标检测仪、手持式X射线光谱分析仪、数控双柱立式车削加工中心、数控水下等离子切割机、龙门镗铣床、落地铣镗加工中心等，与欧洲同行先进企业技术、加工水平相当。
未来五年，公司将建设中央技术研究院（长沙）、上海技术研究院和欧洲技术研究院，三大研究院设立智能分装技术研发中心、生物冻干技术研发中心、生物流体技术研发中心、智能检测与实验技术研发中心、智能包装技术研发中心、医药工程设计与管理研发中心共六大技术研发中心，各类专家、学者、研发人员将达到1800余人，专利总量将达到5000件左右，国际PCT专利增长至1000件左右。