Відділ кріобіології системи репродукції був створений в 1984 році. До 2011 року керівником відділу був академік Національної Академії наук України, заслужений діяч науки і техніки України, лауреат премії АМН СРСР ім. В.Ф. Снєгірьова, Державних премій СРСР, УРСР і України, премії НАН України ім. А.А. Богомольця, кавалер орденів "Знак пошани", "Жовтневої революції", "За заслуги", "Князя Ярослава Мудрого" Валентин Іванович Грищенко. Зараз відділом керує д.б.н. Марина Павлівна Петрушко.

В.І. Грищенко є творцем і керівником наукової школи кріомедицини систем репродукції, ембріональних клітин і тканин людини і тварин. У 1983 р В.І. Грищенко сформував новий перспективний науковий напрям, який має суттєве соціально-демографічнe значення, а саме фундаментальні дослідження, пов'язані з розробкою кріонанотехнологій створення медікоімунобіологічних препаратів раннього онтогенезу. В результаті цих досліджень були створені і сертифіковані Міністерством охорони здоров'я України кріоконсервовані препарати фетоплацентарного комплексу, що містять стовбурові клітини і їх похідні. Застосування цих препаратів дозволяє значно поліпшити демографічні показники в нашій країні.

У 1987 році під керівництвом В.І. Грищенко були розпочаті дослідження з запліднення яйцеклітини людини in vitro і за впливом кріопротекторів і режимів заморожування на ембріони людини. В результаті цих досліджень в 1991 році вперше в Україні народилася дівчинка, зачаття якої відбулося поза організмом матері, а в 2003 р, також вперше на Україні народилася дитина після переносу жінці кріоконсервованих ембріонів.

В дослідженнях останніх років велика увага приділяється питанню підвищення ефективності допоміжних репродуктивних технологій і дослідженню чинників, що впливають на результат IVF.

Завданнями відділу в фундаментальному аспекті є вивчення механізмів дії факторів кріоконсервування на гамети, ембріони, оваріальну і тестикулярного тканини, плодові і ембріональні клітини і тканини людини і тварин.

Значне місце в роботі відділу займають дослідження, спрямовані на вивчення клінічної ефективності застосування кріоконсервованих, а також збережених в умовах гіпотермії біооб'єктів (Волкова Н.А., Гончарук Є.І., Онищенко О.В., Ревенко Є.Б. ), використання кріобіологічних методів у допоміжних репродуктивних технологіях (Крамар М.І., Кучков І.М., Луцька Л.І., Петрушко М.П, Піняєв В.І., Родіонова В.Л., Терпячая І.В. , Черкашина І.В., Чадаєв В.Є., Чуб Н.Н.)

Співробітники відділу (Дзюба Б.Б., Дрокин С.І., Копійка Е.Ф., Черепанов В.В.) проводили дослідження по кріоконсервування гамет і ембріонів риб.

Дослідження в області теоретичної кріобіології проводилися Олексіївської Е.І. Завдяки цим дослідженням була сформульована концепція кріообновленія біологічних об'єктів.

У відділі було виконано 3 докторських і 25 кандидатських дисертацій.

Співробітниками відділу опубліковано з проблем кріобіології і кріомедицини більше 500 робіт, вони є співавторами 11 монографій і 65 авторських свідоцтв і патентів на винаходи.

Група співробітників відділу активно працює в області клітинних технологій і нанотехнологій, велику увагу приділяючи питанню вивчення стану біологічних об'єктів до і після кріоконсервування.

Відділ веде багаторічні дослідження зі створення перспективних препаратів для клітинної терапії фетального походження. Дослідження по отриманню, кріоконсервування, тестування морфо-функціональних характеристик, дослідження біологічної безпеки і терапевтичного ефекту на експериментальних моделях патологій привели до створення таких імунобіологічних препаратів, як "Кріоцелл-гемоклеткі", "Кріоцелл-кріоцеребрум", "Кріоцелл-гемонейронал". Проводяться дослідження з культивування фетальних мезоклеток, що містять в своєму складі клітини-попередники мезодермальних-мезенхімального походження.

Паралельно із розробкою фетальних препаратів пильну увагу в дослідженнях відділу приділяється і питанням отримання з різних джерел аутологічних клітин, їх культивування, вивчення їх характеристик і ефективності їх застосування в аутотрансплантаціонних системах на експериментальних моделях різних патологій. При цьому досліджуються як стовбурові клітини, так і клітини-попередники різних рівнів комітування і диференційовані клітини. Обнадійливі результати отримані щодо аутологічних мультіпотентних стромальних стовбурових клітин кістково-мозкового походження, стовбурових клітин, виділених з жиру, і аутофібробластов шкіри. Зокрема, показана ефективність застосування нативних і кріоконсервованних мультіпотентних мезенхімальних стромальних клітин для терапії посттравматичного ушкодження суглобового хряща. Ведуться серії експериментів з їх застосування при дегенеративно-дистрофічних патологіях міжхребцевих дисків і сухожиль. Перспективним напрямком є вивчення регенераційного потенціалу аутофібробластов для корекції вікових змін шкіри і терапії дегенеративно-дистрофічних пошкоджень сухожиль.

Дослідження групи ведуться у взаємодії з науковцями наукових підрозділів Харкова і іншіх міст України.