本实验室主要从事现代新型通信、高端导航定位、无线传感网以及移动数字电视等系统的关键技术、核心芯片、模块与系统的研究开发，提供国家急需的上述各种集成系统的解决方案，协调微电子所内各研究室完成从天线、微波高频芯片到基带芯片的系统级专题项目研究。
电子系统总体技术研究室，由包括中科院“百人计划”学者在内的具有多年海外学习和工作经验的科研骨干和20多位博士、硕士研究生组成。研究室主要分为现代通信系统、集成电路设计、高端卫星导航定位、微波器件及模块等研究方向。该实验室承担了多项国家“863”、“973”、中国科学院知识创新工程重大项目等科研任务，并已在卫星导航、卫星移动通信、MCM微波模块、第三代移动通信的关键技术与器件等研究方向取得了引人注目的成绩。
电子系统总体技术研究室的主要学科方向有：
现代通信系统及网络：
通信导航一体化系统开发
携带式无线医疗监护系统开发
集成电路设计：
无线传感网芯片设计
数字电视芯片设计
携带式医疗电子芯片系统设计
人体医疗芯片系统设计
高端卫星导航定位：
卫星授时接收机设计
高动态卫星导航接收机设计
高精度RTK卫星导航接收机设计
高密度系统级模块：
射频及混合信号芯片自动测试系统开发
射频MCM模块设计
系统级高密度模块设计
微波毫米波组件与模块设计
功率器件数字化非线性预失真技术