Научно-технический комплекс Сахалинской области представляет собой совокупность организаций различной организационно-правовой формы и формы собственности, осуществляющих научную, научно-техническую деятельность и подготовку научных работников, в том числе кадров высшей квалификации. В структуру научно-технического комплекса Сахалинской области входят: высшие учебные заведения, отраслевые научно-исследовательские институты и научные организации Российской академии наук.
В 2017 г. в Сахалинской области зарегистрировано 15 организаций, выполнявших научные исследования и разработки. Общая численность персонала, занятого научными исследованиями и разработками (без учета совместителей и лиц, работавших по договорам гражданско-правового характера) в регионе в 2017 г., составила 807 человек; из них исследователей - 449, имеющих ученую степень кандидата наук - 103, докторов наук - 16.
В регионе осуществляют деятельность 4 организации высшего образования:
1) Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сахалинский государственный университет";
2) Сахалинский институт железнодорожного транспорта - филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" в г. Южно-Сахалинске;
3) Сахалинское высшее морское училище имени Т.Б.Гуженко - филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования "Морской государственный университет имени адмирала Г.И.Невельского";
4) "Сахалинский морской колледж" (филиал) ФГБОУ ВО "Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет".
В Сахалинской области расположены следующие научные центры и институты Дальневосточного отделения Российской академии наук (включая 2 филиала):
1) Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт морской геологии и геофизики Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИМГиГ ДВО РАН);
2) Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук (СКБ САМИ ДВО РАН);
3) Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Сахалинский научно-исследовательский институт сельского хозяйства" (ФГБНУ СахНИИСХ);
4) Сахалинский филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Дальневосточного геологического института Дальневосточного отделения Российской академии наук (СФ ДВГИ ДВО РАН);
5) Сахалинский филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Ботанического сада-института Дальневосточного отделения Российской академии наук (СФ БСИ ДВО РАН).
В сфере инновационного творчества в регионе ведется работа на уровне школьного образования. Так, в области действует три образовательные площадки детского технопарка "Кванториум", реализующих дополнительные общеобразовательные программы технической и естественно-научной направленности. С 2020 г. функционирует мобильный технопарк "Кванториум".