硬X射线自由电子激光装置的建设选址位于张江科学城内，是上海建设具有全球影响力的科创中心以及张江综合性国家科学中心的核心创新项目。
装置建成后，将成为世界上最高效和最先进的自由电子激光用户装置之一，为物理、化学、生命科学、材料科学、能源科学等多学科提供高分辨成像、超快过程探索、先进结构解析等尖端研究手段，形成独具特色、多学科交叉的先进科学研究平台，打造具有全球影响力的光子科学中心和创新高地，推动我国光子科学实现由“跟随”到“引领”的飞跃。
建设内容包括一台能量8GeV吉电子伏特的超导直线加速器，可以覆盖0.4到25千电子伏特光子能量范围的3条波荡器线、3条光学束线以及首批10个实验站。总装置长度3110米，隧道埋深29米。
2018年4月27日，工程正式开工建设，建安工程全面展开。在上海市市级重大专项的支持下，项目重大关键技术已经基本完成样机研制方案与设计评审。