"מרכז מחקר דרום (גילת)" - לפנים "תחנת ניסויים אזורית גילת" - נוסדה ב- 1953 בשם "יבולה" (שם שלא התקבל), ע"י "מכון וולקני", לימים "מנהל המחקר החקלאי" של משרד החקלאות. התחנה, המשתרעת על-פני כ- 4,000 ד', ממוקמת על כביש מס' 25 בין צומת "הנשיא" לבין צומת "גילת", בלב אזור הלס של הנגב הצפוני והמערבי. האזור כולל 5 מועצות אזוריות: בני-שמעון, שער-הנגב, מרחבים, שדות-נגב (עזתה) ואשכול. באזור 60 ישובים חקלאיים, המעבדים יחד כ- 800,000 דונם. כמו-כן משרתת התחנה גם את המועצות האזוריות רמת נגב, ערבה-צפונית וערבה-ודרומית.
הנגב - הינו הדרומי והגדול בחבלי ארץ-ישראל. משקעיו דלים, וככל שמדרימים כמותם פוחתת ואקלימו נעשה מדברי יותר. הנגב היה אזור שומם במשך מאות בשנים, לפחות מימי התלמוד (המאה החמישית לסה"נ). הניסיונות להיאחז בנגב החלו עם העליה הראשונה בתרמ"ב (1882), אך כלם נכשלו עקב התקפות חוזרות ונשנות של הערבים ועקב התנגדות השלטונות דאז; התורכים והבריטים. רק ב- 1939 הוקם בנגב היישוב היהודי הראשון - נגבה, וב- 1943 הוקמו שלשת המצפים: גבולות, רביבים ובית-אשל. ב- 1946 (במוצאי יום הכיפורים) הוקמו 11 יישובים חדשים ביום אחד. במלחמת-העצמאות נערכה מלחמה קשה על הנגב, שבמשך זמן מה היה מנותק ממרכז הארץ.
אחרי המלחמה החל הנגב להתפתח מחדש. הוקמו עשרות יישובים חדשים, נסללו דרכים, הוקמו מפעלי תעשייה, והונח קו ירקון - נגב להזרמת מים לאזורים השחונים. הישובים החקלאיים, בעיקר מושבים וקיבוצים, הוקמו בכל הנגב הצפוני-מערבי, ברמת-נגב, בהר הנגב ובערבה הדרומית והצפונית. תושביהם, אלפי עולים חדשים, מארצות רבות ושונות, ללא רקע חקלאי, נאלצו להאבק עם חוסר הנסיון שלהם בחקלאות, אך גם עם חוסר הידע הכללי של חקלאות בארץ לא נודעת. יתירה מזאת, הנגב היה רחוק מן השווקים הגדולים של הארץ ודרכי התחבורה אליו נחשבו לרחוקות ובלתי משופרות.
לפיכך, מגמת התכנון החקלאי היתה, בגידול ירקות, להתרכז בעיקר בגידולים שתוצרתם סבילה לטלטולים והשהיות כגון: תפוחי-אדמה, בצל, גזר וצנוניות, ארטישוק, סלרי, אבטיחים ומלונים. במשך השנים, עם הצטברות הידע לגבי קרקעות הנגב, דרכי ההשקייה, מזיקים ומחלות ודרכי הדברה ועם שיפור ולימוד דרכי ההובלה והשיווק, נחקרו בגילת וקודמו באזור גם גידולים בעלי תוצרת עדינה יותר כגון עגבניות לתעשייה ולמאכל (בארץ וליצוא), תות-שדה, גידולי עלים שונים וכו'.
שלוש בעיות יסוד עמדו בפני החקלאים עם חידוש ההתיישבות החקלאית בנגב: מה לגדל? מתי לגדל? ואיך לגדל? שהרי הנגב הוא אזור חרב למחצה, שרוב שטחו קרקע לס, סוג קרקע ייחודי לאזור זה שתכונותיה החקלאיות לא היו ידועות. חוקרי "התחנה לחקר החקלאות" שברחובות (לימים "מנהל המחקר החקלאי" של משרד החקלאות) נרתמו למאמץ לתת תשובות כלכליות ומהירות לבעיות אלה. על רקע זה הוקמה התחנה בשנת 1953.
בתחילתה היו המעבדות והמשרדים ממוקמים בצריפים של הסוכנות. לימים הוקם מבנה קבע ששימש את המעבדה הראשונה שפעלה בגילת - המעבדה לקרקע ומים ואת הספריה. המעבדה השניה שוכנה במבנה-קל ובו מספר חדרים שהוסבו למעבדות מחקר ומשרדים של המעבדה לגידולי-שדה. בתחילת שנות התשעים, עקב הצורך במקום נוסף הובאו לגילת מספר קרוואנים שחדריהם שימשו כמעבדות וכמשרדים.
בשנים האחרונות חלו שינויים מבניים משמעותיים בתחנת הניסיונות גילת, שינויים שהפכו את התחנה לקריה חקלאית אזורית בה מרוכזים מרבית יחידות משרד החקלאות, לתועלת החקלאים באזור הנגב.
השינויים העיקריים כוללים שלושה בניינים חדשים שהוקמו בגילת בעשור האחרון. האחד- בניין מעבדות, שהוקם בעזרתה האדיבה של יק"א, והותאם לתקני המחקר של היום. בבנין זה שוכנו חלק ממעבדות המחקר. מבנה זה החליף את הצריפים והקרוואנים הישנים. נרכש מכשור מדעי מודרני העונה על צרכי המחקר העכשוויים, המאפשרים שילוב של עבודה בשיטות מחקר קלאסיות עם שיטות מחקר מתקדמות ברמה של הביולוגיה המולקולרית.
לבנין השני- הועברו, מבאר שבע, המשרדים והמעבדות של שירות-שדה, ולבניין השלישי הועברו, בימים אלה, משרדי ההנהלה של תחנת גילת, וכן משרדי הנהלת המחוז של משרד החקלאות והמשרדים של שירות ההדרכה והמקצוע (שה"מ) שהיו עד אז בבאר-שבע.
מלבד מעבדות המחקר קיימות במתחם גילת גם מעבדות המשרתות את צרכי החקלאים באיזור, הן באבחון, הן ביעוץ והן באספקת מידע וכן חומר ריבוי של הדרים. חלקן מספקות את המידע תמורת תשלום.
ספריה - פועלת בתחנת גילת מראשית ימיה ומשרתת את סגל התחנה, את המדריכים החקלאיים, את החקלאים ואת כל מי שיש לו עניין בספרות חקלאית מקצועית.
המחלקה לניסויי חוץ - גילת, שדותיה ומעבדותיה, על תשתית המחקר שברשותה, משמשת מאז ראשית ימי התחנה אכסניה לחוקרים רבים, הן ממנהל המחקר החקלאי במרכז וולקני, הן מהפקולטה לחקלאות ברחובות, והן למדריכים חקלאיים משה"מ, בבצוע מחקרים בשיתוף עם חוקרי גילת או באופן עצמאי.
מרכז להשקיה במים מליחים - פעל בקיבוץ צאלים בין השנים 1958-1965 כסניף של תחנת גילת.
חוות הבשור - במטרה לתת מענה לבעיות החקלאים על קרקע לס-חול של אזור הנגב המערבי. החווה הועברה ב- 2004 לרשות המו"פ והמועצה האזורית אשכול.
חוות-מיגדה - במטרה לבחון חלופות חקלאיות עם שילוב מקנה בתנאי הנגב הצפוני מוכה הבצורות.
המעבדה לאבחון מחלות עופות - לעזרת חקלאי האזור. המעבדה הוקמה ע"י המועצות האזוריות שבמרחב הנגב ובעזרת משרד החקלאות. המעבדה פעלה בשנים 1975 - 2004 .
"שיטת גילת - "שרותי חיזוי ביולוגי של חנקן, זרחן ונמטודות בקרקע - למגדלי חטה, הוקם ב- 1980, ע"י חוקרי המעבדה לגד"ש.
מאמ"צ נגב - המעבדה לאבחון מחלות בצמחים הוקמה ב- 1981. במעבדה נערכות בדיקות כמותית של גורמי מחלה בחומר-ריבוי (כגון בפקעות של תפוא"ד לזריעה), מיפוי חלקות לדוררת, בדיקת פאתוגנים צמחיים בזבל ובמים.
תחנה מטאורולוגית אוטומטית - הוקמה ב- 1993 ע"י חוקרי המעבדה לגד"ש ומופעלת על-ידם. תחנה זו החליפה למעשה את התחנה המטאורולוגית הידנית שהיתה בגילת מראשיתה של התחנה. זו תחנה האוספת ורושמת את הנתונים המטאורולוגיים באופן אוטומט,י ואת הנתונים האלה ניתן להוריד מדף-הבית של גילת.
מרכז מולכו - ב- 1996 הוקם מרכז מידע ממוחשב ע"ש חיים מולכו ז"ל - חבר קיבוץ אורים, אשר היה אחד מעמודי התווך של החקלאות בארץ בכלל ובאיזור הנגב בפרט. המרכז משמש לקידום ועידוד חקלאות מתקדמת, ומעניק לחקלאי הנגב אמצעי עזר יעיל לקבלת מידע מעודכן הקשור לחקלאות. מטרות המרכז הן: הקמת והפעלת מרכז מידע ממוחשב לשימוש שוטף ובלתי אמצעי של חקלאי האיזור, הקמת קרן מלגות לתלמידי מחקר, תושבי הנגב, בתחומי חקלאות שונים והקמת יחידת מחקר בנושא חקלאות מתקדמת על-פי ההלכה היהודית. מרכז מידע ממוחשב זה, הפועל במסגרת הספריה, מספק לחקלאים מידע חקלאי חשוב. מידע זה נגיש לכל חקלאי באמצעות האינטרנט.
בית גרעין ובית יסוד להדרים - הוקם ב- 1999 כמרכז ארצי לשמירה ואספקה של חומר ריבוי הדרים נקי ממחלות וירוס. המרכז מנוהל בשיתוף עם מועצת ההדרים, ומשרת את צורכי הענף בכל הארץ.
המעבדה של "שירות שדה" - "שירות-השדה" הוקם ב- 1957 על-ידי משרד החקלאות והמחלקה להתישבות בסוכנות היהודית, וב- 2001 הועברה ממשכנה הראשון בבאר-שבע אל תחנת גילת. המעבדה מספקת מידע חיוני לחקלאים הפונים אליה בתחום בדיקות קרקע, מים וצמח.
נציבות המים - השרות ההידרולוגי איזור דרום (משרד התשתיות הלאומיות), עברה מבאר-שבע לגילת ב- 2003. מרכז השירות: אודי גלילי.