1966年Mckinney GR 等人探討了生物學家在新藥開發過程中的重要作用並提出了“From bench to bedside”（從實驗室到病床）理念。此後，科學家們更多地關注到實驗室到病床間的脫節並不斷研究探求解決方法。“轉化醫學”概念逐漸形成並於1996年被Geraghty J在Lancet上首次提出。2000年美國密蘇裏大學健康管理與資訊系Suzanne Austin Boren等人研究發現，科技成果的轉化率比較低（僅僅14%的研究成果轉化成臨床應用），轉化週期長（平均需要17年）。政府和醫學界也開始質疑現行的醫學研究模式並思考未來的發展導向。2005年，美國國立衛生研究院（NIH）開始實施新的醫學研究發展路線圖計畫並宣導開展臨床與轉化醫學研究。此後各個國家紛紛開始重視轉化醫學，制定轉化醫學的研究發展計畫並支持建立轉化醫學中心來推動基礎研究向臨床應用的轉化。下麵將就幾個具有代表性的轉化醫學發展模式及機構進行介紹。
（一）美國轉化醫學系統化發展模式
自1960年開始，美國國立衛生研究院（NIH）就開始資助實施臨床研究中心計畫（General Clinical Research Center, GCRC），建設臨床研究基礎設施推動臨床研究。到2005年，全美已有78家臨床研究中心。在此基礎上，NIH實施新的醫學研究發展路線圖計畫，宣導開展臨床與轉化研究。原GCRC專案終止，NIH對其進行重新規劃，將其與NIH其他資源整合設立NIH-CTSA（國立衛生研究院臨床與轉化科學基金）。以基金形式資助建立臨床與轉化科學中心,在全美設立轉化醫學研究機構引導和推動轉化醫學發展。
2012年初，NIH整合創立了新的國家促進轉化科學中心（NCATS），同時將CSTA專案併入。NCATS作為NIH下屬27個機構和中心中的一個專司推進轉化科學進程以期為患者更快地提供新的藥物及疾病治療方法。除此之外，NCATS還建立了覆蓋轉化醫學整個週期的專案及實施方案，例如生物醫學數據解讀（Biomedical Data Translator）、橋接發展溝壑（Bridging Interventional Development Gaps，BrIDGs）、基因和罕見病資訊中心、藥物篩選組織晶片、21世紀毒理學（Tox21）等。如此，以轉化醫學研究中心為“點”，轉化專案研究為“線”，構建成轉化醫學研究的網路，進而系統化地推進轉化醫學研究。
（二）歐盟轉化醫學基礎設施聯盟模式
2007年，歐盟第七框架計畫（FP7）資助的歐洲策略論壇開展生物醫學專案—歐盟轉化醫學基礎設施（EATRIS），為維持歐洲在生物醫學研究和健康產業的競爭力而致力於開展轉化醫學研究。這些基礎設施設立在已開展轉化醫學研究並且具有良好記錄的研究機構和診所。EATRIS整合診所和研究中心的轉化醫學研究工作流程將其發展成真正的歐盟轉化醫學基礎設施中心，涵蓋診療的全產品開發鏈條。通過EATRIS，創新藥物或診斷開發專案人員可以利用歐洲80多個頂級機構的高端設施、資源和專業知識。
EATRIS致力於先進治療藥物（ATMP）和生物製劑、小分子以及疫苗等的研究開發，藥物研發的成像和示蹤技術，精准醫療的生物標誌物研發等，同時開展轉化醫學相關的教育和培訓工作。
（三）澳大利亞轉化醫學整合型發展模式
2007年專案開始規劃設計，到2013年正式運營的昆士蘭州轉化醫學研究院（Translational Research Institute， TRI），是以開放理念建設的創新服務平臺。TRI最早由子宮頸癌疫苗的共同發明者伊恩·弗雷澤(Ian Frazer)教授宣導成立，彙集了股東機構的領軍研究人員，從事人類疾病防治及新型療法的研發，旨在發現、製造和測試針對一些常見的和重大疾病（如癌症、糖尿病等）的治療方法。該研究院實行企業化運作，設有董事會，成員來自股東、政府等機構；股東由亞曆山德拉公主醫院(PA)、馬特醫學研究所、昆士蘭大學、昆士蘭科技大學等四家機構組成。
TRI是政府集聚各方資源搭建的綜合性平臺，從實驗室研究到臨床實踐都可在其中進行，主要特點體現在：
1.轉化醫學的開放式協作平臺。TRI是一個多方合作的平臺，它建立了自己的孵化器空間，容納初創公司或早期公司。這些公司展示了產品創新的管道，是轉化成型的重要合作夥伴。孵化空間提供了辦公室、無塵室、冷藏室、設備室等，同時也包括TRI的核心專業技術以及臨床研究和臨床試驗設施。這裏為合作各方提供一站式的專業化服務，包括臨床醫學、物業運營、宣傳行銷、企業服務、基礎設施、法律服務等，實現社會研發資源的開放運行。
2.採用產學研融合的科研組織模式。TRI通過產學研合作機制將研發與臨床需求實現有效對接，實現從實驗室到病床旁再到實驗室轉化的科研組織模式，將研發成果快速向創新鏈下游流動，實現市場與社會價值。TRI與醫院合作，進行轉化應用性研發，滿足臨床需求，實現研發實驗臺與醫院病床的有效銜接；TRI與設施內生物制藥公司合作，解決了基礎研究與制藥產業脫節的問題，實現研發實驗臺與制藥研發的有效協作。
3.政府資助與社會投入、市場運營相結合的投入機制。由於TRI成立時間較短，處在運行初期，每年運營經費（約為5億元人民幣）主要來自政府的專案資助與機構資助（如澳大利亞聯邦政府、昆士蘭州政府、大西洋慈善機構、昆士蘭科技大學、昆士蘭大學等機構），以及社會各界的捐助。
4.多元文化、跨學科、崇尚合作的創新環境。TRI鼓勵積極和協作的組織文化，入駐平臺的數百名科研人員，分別來自股東與多個合作夥伴，科研團隊具有多元的文化背景、跨學科的專業特徵。
（四）中國轉化醫學個體化發展模式
轉化醫學理念進入國內較早，但沒有統一的認識，加上醫學研究和應用的發展水準存在差距。前期僅在各個高校、醫院及企業開展轉化醫學機構建設的嘗試，在推動國內醫學研究轉化的同時也在探索適合我國轉化醫學的發展之路。從2007年上海交通大學在國內建立第一個轉化醫學中心開始，有學者統計到2012年時已成立了75家轉化醫學研究中心，這一數字在2015年時達到了130多家。與此同時，政府層面上，2010年時任衛生部長就表示衛生部將支持國內各級醫療機構和科研院所開展臨床和轉化醫學研究。中國醫學科技發展規劃、生物技術發展規劃、重大新藥創制專項等國家重大科技規劃都將轉化醫學作為重點支持領域。到2013年時，國務院《國家重大科技基礎設施建設中長期規劃（2012~2030年）》將轉化研究設施列入“十二五”優先建設的重大科學基礎設施，將分批次建立5個國家級轉化醫學研究院。俗稱“1+4”專案，其中轉化醫學國家重大科技基礎設施（上海）上海交通大學，作為綜合性轉化醫學中心；轉化醫學國家重大科技基礎設施（北京）北京協和醫院，為疑難病研究中心；解放軍總醫院/清華大學，為老年病研究中心；轉化醫學國家重大科技基礎設施（成都）四川大學華西醫院和轉化醫學國家重大科技基礎設施（西安）第四軍醫大學，為再生醫學中心。
2012年7月，國家科技部、國家衛健委、衛生部等部門正式啟動國家臨床醫學研究中心申報工作，並於2013年8月最終確定首批13個國家臨床醫學研究中心。截止目前，以病種為分類已建立四批50個國家臨床醫學研究中心。
國內轉化醫學研究機構的主要模式如下：
1.基礎研究型
主要由學校及其附屬醫院、科研院所獨立或聯合成立轉化醫學機構開展疾病致病機理的基礎及轉化研究工作。如浙江大學轉化醫學研究院等。
浙江大學轉化醫學研究院成立於2014年5月，由浙江大學、浙江大學醫學院和7家附屬醫院以共建、共管、共用方式設立的獨立研究機構。校長掛帥組建學校層面的管理委員會，建立了公共技術研究平臺和動物實驗室、設立科研種子基金，以促進基礎-臨床與理工學科交叉轉化研究。轉化研究主要方向包括腫瘤代謝、腫瘤免疫及代謝性疾病等。
2.平臺資源型
主要依託高校及附屬醫院或醫院獨立成立，提供臨床樣本庫、醫療大數據、公共試驗平臺等轉化研究資源模式。例如，上海交通大學轉化醫學研究院等。
轉化醫學國家重大科技基礎設施（上海）於2013年7月專案立項，規劃瑞金醫院基地、閔行校區基地兩個基地運行，瑞金醫院基地主要專注於基礎研究，閔行校區基地專注於臨床轉化。該基礎設施將建成標準化臨床生物樣本庫、臨床資源深度分析與挖掘平臺、分子標誌物與藥物研發平臺、診斷試劑與儀器開發平臺、分子病理與影像技術研究平臺以及臨床研究型病房。資源平臺建設後可供外界用戶就專案課題申請使用。
3.交叉融合型
該類轉化醫學機構將疾病研究同工程技術結合側重於應用型研究進而開發新式醫療器械和創新診療技術。例如，中國科學院深圳先進技術研究院轉化醫學研究與發展中心等。
該中心成立於2009年，是在中國科學院深圳先進技術研究院與香港中文大學密切合作基礎上建立的研究單元。轉化醫學研究與發展中心以骨科相關疾患診療的轉化性研究為重點，研究內容涉及醫學各個學科，旨在架起臨床研究與基礎研究之間的橋樑。中心研究範圍主要涉及生命科學、醫學、材料學、力學等專業領域，致力於骨科康復產品和技術在臨床應用方面的轉化研究。中心成立以來，發表論文多篇，申請專利51項，其中授權25項。目前在研專案58項，其中國家專案8項，企業委託橫向專案4項。
4.技術轉移型
此類轉化醫學機構從藥物、器械的科技創新上著手以專利成果為原點，推動醫療類專利申請到應用的轉移，如華西醫院的轉移轉化。其在制定政策引導的同時，自建產業創新基金、組建新型研發公司、平臺公司，梳理形成從專利到運營孵化的整個流程體系。
2012年6月，經四川省科技廳批准，由四川大學華西醫院牽頭與四川省科技廳、成都市和高新區政府直屬單位共同組建的西部醫藥技術轉移中心在四川省民政廳註冊成立。其為具有獨立法人資格、非營利性、專業化從事醫藥科技成果轉化與技術轉移的科技服務機構。該中心於2014年獲批為“國家技術轉移示範機構”。2016年成為“國家技術轉移西南中心”共建單位。中心具有以臨床需求為導向，提供生物醫藥技術轉移服務；開展探索性專利前研究、臨床前研究、中試平臺、臨床研究、產品註冊、產品上市後評價、技術培訓與學術推廣、天使/風險投資等全產業鏈服務；整合醫療機構、科研單位/大學、企業、金融機構專家、平臺、專案、資金等多方資源；有效彙聚創新資源及要素，突破壁壘，開展協同創新實現深度合作等特色。