สถาบันนวัตกรรมการเรียนรู้ ได้จัดตั้งขึ้นในชื่อสถาบันนวัตกรรมและพัฒนากระบวนการเรียนรู้ เมื่อวันที่ 21 สิงหาคม พ.ศ. 2545 ตามมติของสภามหาวิทยาลัยมหิดล โดยมีวัตถุประสงค์ที่จะวิจัยและพัฒนาการเรียนการสอนให้สอดคล้องกับพระราชบัญญัติการศึกษาแห่งชาติ พ.ศ. 2542 และตอบสนองยุทธศาสตร์ของชาติโดยเฉพาะอย่างยิ่งการปฏิรูปการศึกษาและเติมปัญญาให้สังคม ว่าด้วยยุทธศาสตร์การพัฒนาคุณภาพคนและสังคมไทยสู่สังคมแห่งภูมิปัญญาและการเรียนรู้ โดยหัวใจของการปฏิรูปการศึกษาคือการเรียนรู้ที่เน้นผู้เรียนเป็นสำคัญและการเรียนรู้ตลอดชีวิต และในวันที่ 20 พฤษภาคม พ.ศ. 2552 ได้เปลี่ยนชื่อเป็นสถาบันนวัตกรรมการเรียนรู้ (Institute for Innovative Learning) ตามมติของสภามหาวิทยาลัย

หน้าที่หลักของสถาบันคือการส่งเสริมการปฏิรูปการเรียนรู้ ในทุกระดับทั้งในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีและด้านอื่นๆ โดยใช้กระบวนการวิจัยเพื่อพัฒนาบุคคลที่มีความพร้อมทั้งทางประสบการณ์ ทักษะทางกระบวนการเรียนรู้ และความรู้ทางเนื้อหาวิชาการอย่างสมบูรณ์แบบ เพื่อเป็นแกนนำในการถ่ายทอดกระบวนการเรียนที่ส่งเสริมการเรียนรู้อย่างชาญฉลาด ตอบสนองนโยบายการพัฒนาประเทศอย่างยั่งยืนโดยสนับสนุนให้คนไทยมีศักยภาพในการเรียนรู้ในทุกระดับและการเรียนรู้ตลอดชีวิต

มีเป้าหมายที่จะส่งเสริมให้ครู/อาจารย์ นักเรียน นักศึกษา สามารถพัฒนาตนเองให้เป็นผู้มีความรู้ ความสามารถ มีบูรณาการความรู้และความคิด และสามารถเรียนรู้ได้ตลอดชีวิตตามเป้าหมายยุทธศาสตร์ปฏิรูปการศึกษา และเติมปัญญาให้สังคม [1]