20世紀80年代初，中國科學院89位院士上書黨中央、國務院，建議借鑒國際成功經驗設立國家自然科學基金，得到黨中央、國務院批準。隨後，在小平同誌的親切關懷下，國務院於2月1986正式批準設立國家自然科學基金委員會(NSFC)。
自成立以來，在黨中央、國務院的正確領導下，在國務院有關部門和廣大科技工作者的支持下，自然科學基金堅持以支持基礎研究為原則，以深化改革為動力，確立了依靠專家、發揚民主、扶優、公平合理的評審原則，建立了科學民主、平等競爭、鼓勵創新的運行機制，完善了協調決策、實施、監督和咨詢的管理體制。形成了以國家自然科學基金條例為核心，包括組織管理、程序管理、經費管理、監督保障等在內的規章制度體系，形成了探索、人才、工具、集成四大系列組成的資助格局。國家自然科學基金重點關註基礎、前沿和人才，關註創新團隊和交叉學科，為全面培養我國原始創新能力做出了重要貢獻，成為支持我國基礎研究的主渠道。2018根據《深化黨和國家機構改革方案》，國家自然科學基金委員會由國務院直屬事業單位變更為科技部，依法管理國家自然科學基金，相對獨立運行，負責組織實施資助計劃、項目立項與評估、項目立項與監督。
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