作物细胞育种国家工程实验室的建设与运行紧紧围绕我国园艺产业发展重大需求，以主要蔬菜、花卉作物等为研究对象，在细胞工程育种关键技术和优异新品种选育方面进行重点突破和创新。重点开展植物体细胞和配子细胞培养高频率再生及无性系变异、远缘体细胞融合、细胞定向突变筛选、染色体工程诱导异源染色体易位及其快速识别等技术，及细胞工程育种技术新体系的建立等研究。通过技术突破，创造优质、抗逆、抗病、高产的育种群体材料，培育在重要农艺性状上有突破性提高的新品种。开展作物细胞工程育种国内外合作与交流，进行资源和技术引进、消化吸收与再创新，提高自主创新能力；培养作物细胞工程育种高级人才和创新团队。