中华民国政府实业部所属农业研究机构，地址设在江苏省南京市中山门的孝陵卫。1931年4月穆湘玥等奉实业部令进行筹备，原名中央农业研究所。1931年10月经行政院批准改名为中央农业实验所。1931年12月24日实业部宣布正式成立，撤消筹备委员会，派钱天鹤为所长（未就职），1932年1月改派溧照鸿为所长。1933年6月，任命实业部部长陈公博兼任所长、钱天鹤为副所长。1934年4月，任命谢家声为所长。

该所的研究任务是：①研究及改进发展中国森林、蚕丝、渔牧、农艺及其他农业技术及方法；②把中外已知的良法，加以研究及试验，并推广其有成效的结果；③调查农业实际情况，并输入有益农业动植物；④调查及研究农村经济及农村社会；⑤以科学方法研究农产品或原料之分级。

建所初期（1935年12月止），设技术、事务两部。技术部分设总技师1人，内分植物生产、动物生产和农业经济三个科，科下设系。植物生产科下设农艺、森林、植物病虫害、土壤肥料四个系；动物生产科下设蚕桑、畜牧兽医两个系；农业经济科下设农业经营、农情报告两个系，还设有农报社。事务部分设会计、庶务、文书三个股，此外还设有农场管理处。当时研究人员的编制，包括技正14～20人（荐任）、技士25～35人（荐任或委任）、助理员50～60人（委任）。

该所设所长1人，综理全所事务；副所长1人，辅助所长处理所务。均为兼任。各科、系设主任1人，由技正或技士兼任。

农艺系，沈宗瀚总技师兼主任，主管麦作试验；卢守耕技正主持稻作改良；冯泽芳技正主持棉作改良；沈骊英技正主管作物生理及小麦遗传研究；管家骥技正主管马铃薯及甘薯育种改良；马保之技正主管生物统计及抗病育种。

植物病虫害系，吴福祯技正兼主任，主管棉作害虫及杀虫药剂；蔡邦华技正主持蝗虫及仓库害虫防治；朱凤美技正主管植物病理；特约专家邹钟琳研究蝗虫。

此外有森林系，为林刚技正。土壤肥料系，为戴弘技正，张乃凤技师。蚕桑系，孙本忠技正兼主任。畜牧兽医系，程绍迥技正兼主任，郑庚技正。农业经济系，汤惠荪技正兼主任。

该所拥有土地151公顷，其中使用田地为110公顷。当时除在南京本所农场进行试验外，还办有合作农场44处，分布于苏、皖、浙、鄂、湘、赣、川、粤、桂、鲁、晋、豫、冀、陕等省，包括小麦、水稻、棉花、马铃薯、甘薯、肥料、病虫害等各项试验。

1936年10月在稻作、麦作两个系的基础上成立全国稻麦改进所。1938年后又归并于中央农业实验所。

抗日战争之后南京沦陷，中央农业实验所相应迁往内地。1938年分散到广西柳州、云南呈贡、四川荣昌、贵州贵阳，形成四个工作站，并在成都设办事机构。1940年在荣昌工作站恢复中央农业实验所建制。1943年中央农业实验所由荣昌迁到四川重庆北碚天生桥。抗日战争胜利后于1946年迁回江苏南京原址。在此前后，随着国民政府改组，到1949年全国解放时，农林部所属的农业科学研究机构，已分别设立为中央农业实验所、中央畜牧实验所、中央林业实验所、中央水产实验所、中央农业经济研究所、中央农业推广委员会、农田水利工程处、棉产改进处、烟草改进处、东南兽医防治处、苏皖区推广繁殖站等。1949年南京解放后于1950年2月，在中央农业实验所的基础上建立了华东农业科学研究所（即江苏省农业科学院的前身），至此中央农业实验所宣告结束。