20世紀80年代初，國家自然科學基金由89位中科院院士在給黨中央、國務院的壹封信中提出，目的是推動我國科技體制改革，改變科研經費分配方式。
隨後，在鄧小平同誌的親切關懷下，國務院於2月1986批準成立了中華人民共和國國家自然科學基金委員會。自然科學基金堅持支持基礎研究，逐步形成和發展了由研究項目、人才項目和環境條件項目三大系列組成的資助格局。30年來，自然科學基金在推動我國自然科學基礎研究發展、促進基礎學科建設、發現和培養優秀科技人才等方面取得了巨大成就。
2021年，國家自然科學基金資助項目4.87萬項。