関西センター（大阪府池田市）には、電池技術研究部門、バイオメディカル研究部門、ナノ材料研究部門、先進パワーエレクトロニクス研究センター、サイバーフィジカルセキュリティ研究センターの５つの研究ユニットが配置されており、「電池技術」、「医療技術」、「材料技術」、「情報技術」に重点を置いて研究開発を進め、その成果を核とした「技術の橋渡し」を推進していきます。また、大阪大学の吹田キャンパス内には、オープンイノベーションラボ（OIL）が配置されています。
終了したユニット一覧
- エネルギー化学材料オープンイノベーションラボラトリ（令和4／2020年3月31日）
- 無機機能材料研究部門（令和2／2020年4月1日 関西センター所属グループはナノ材料研究部門に移行、中部センター所属グループは、極限機能材料研究部門およびマルチマテリアル研究部門に移行）
- 情報技術研究部門（平成30／2018年11月1日） 関西センター所属グループはサイバーフィジカルセキュリティ研究センターに移行、つくばセンター他の組織は存続）
- 健康工学研究部門（平成28／2016年5月1日 関西センター所属グループはバイオメディカル研究部門に移行、四国センター他の組織は存続）
- ユビキタスエネルギー研究部門（平成27／2015年4月1日 電池技術研究部門に移行）
- セキュアシステム研究部門（平成27／2015年3月31日 つくばセンター組織は存続）
- 計量標準総合センター（平成26／2014年4月1日 つくばセンターへ集約）
- 組込みシステム技術連携研究体 （平成25／2013年3月31日）
- ダイヤモンド研究ラボ （平成25／2013年3月31日）
- ダイヤモンド研究センター （平成22／2010年3月31日）
- システム検証研究センター （平成22／2010年3月31日）
- セルエンジニアリング研究部門 （平成22／2010年3月31日）
- 知的機能連携研究体 （平成22／2010年3月31日）
- バイオベースポリマー連携研究体 （平成22／2010年3月31日）
- ヒューマンストレスシグナル研究センター （平成20／2008年3月31日）
- 生活環境技術連携研究体 （平成20／2008年3月31日）
- 関西地質調査連携研究体 （平成17／2005年3月31日）
- 表面機能化技術連携研究体（平成16／2004年6月30日）
- ティッシュエンジニアリング研究センター（平成16／2004年3月31日）
- 人間系特別研究体（平成16／2004年3月31日）
- 生活環境系特別研究体（平成16／2004年3月31日）
- ライフエレクトロニクス研究ラボ（平成16／2004年3月31日）
- 溶融炭酸塩形燃料電池連携研究体（平成16／2004年3月31日）
- 純度制御材料開発研究ラボ（平成15／2003年3月31日）