20世纪80年代初，为推动我国科技体制改革，变革科研经费拨款方式，中国科学院89位院士(学部委员)致函党中央、国务院，建议设立面向全国的自然科学基金，得到党中央、国务院的首肯。随后，在小平同志的亲切关怀下，国务院于1986年2月14日批准成立国家自然科学基金委员会（简称“自然科学基金委”）。
自然科学基金委是管理国家自然科学基金的国务院直属事业单位。自成立以来，在党中央的关怀下，在国务院的正确领导下,在国务院有关部门及全国科学家的支持下，科学基金工作突破了以往计划经济体制下科研经费依靠行政拨款的传统管理模式，全面引入和实施了先进的科研经费资助模式和管理理念，确立了“依靠专家、发扬民主、择优支持、公正合理”的评审原则，建立了“科学民主、平等竞争、鼓励创新”的运行机制，建立健全了决策、执行、监督、咨询相互协调的科学基金管理体系，形成了“公正、奉献、团结、创新”的委风，充分发挥了自然科学基金对我国基础研究的“导向、稳定、激励”的功能，不断发展完善以学科体系为框架，价值评议和绩效评估为依据的管理体系并制订了一整套的自然科学基金管理办法。同时，按照新时期我国科技工作的原则、方针和思路，根据全面建设小康社会的战略需求，从国家创新体系建设的总体部署出发，确定了自然科学基金在国家创新体系中的战略定位：“支持基础研究，坚持自由探索，发挥导向作用”。
自然科学基金坚持支持基础研究，逐渐形成和发展了由研究项目、人才项目和环境条件项目三大系列组成的资助格局。建立了面上、重点、重大项目、重大研究计划、联合资助基金、实质性国际合作研究等多层次相互配合衔接的资助项目系列；通过实施科技人才战略，架构了以国家基础科学人才培养基金、青年科学基金、地区科学基金、国家杰出青年科学基金、创新研究群体科学基金等较为完整的人才培养资助体系;完善了以科学仪器基础研究、国际合作交流项目、科普项目等专项构成的环境条件项目体系。随着国家财政对基础研究的投入不断增长，自然科学基金从1986年的8000万元起步已增长到2007年的43.3亿元，较大地改善了基础研究的资助环境，项目资助强度稳步提高。同时，科学基金工作紧紧围绕实施源头创新战略、科技人才战略、创新环境战略和卓越管理战略,推出了一系列新的举措，在完善和发展科学基金制的实践中又取得了新的成绩。
二十多年来，自然科学基金在推动我国自然科学基础研究的发展，促进基础学科建设，发现、培养优秀科技人才等方面取得了巨大成绩;为提升基础研究创新能力进行了有益的探索，积累了宝贵的经验，为我国基础研究的发展和整体水平的提高作出了积极贡献。
本世纪头20年是我国经济社会发展的重要战略机遇期，也是我国科学技术发展的重要战略机遇期。自然科学基金委将在党的十七大精神指引下，高举中国特色社会主义伟大旗帜，牢牢把握战略机遇期，树立和落实科学发展观，进一步贯彻落实《国家自然科学基金条例》，弘扬科学基金工作优良传统;按照“尊重科学，发扬民主，提倡竞争，促进合作，激励创新，引领未来”的新时期工作方针，继续深入实施科教兴国、人才强国和可持续发展三大战略，发扬求真务实的精神，坚持以创新能力建设为主线，以培养和造就大批创新人才为核心，以创新环境建设为重点，以机制和体制创新为保障，不断完善和发展科学基金制，努力提高科学基金管理工作水平，为迅速提高我国的自主创新能力，推进创新型国家建设，实现全面建设小康社会的奋斗目标做出应有的贡献。
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