為支持基礎研究和應用基礎研究，1984年原國家計委組織實施了國家重點實驗室建設計劃，主要任務是在教育部、中科院等部門的有關大學和研究所中，依托原有基礎建設一批國家重點實驗室。1984-20１０年，國家重點實驗室走過了起步階段和發展階段，正在進入提高階段。
一、起步階段（1984年-1997年）：建成155個國家重點實驗室，探索管理體制和運行機制。
建成一批基礎研究實驗研究基地。1984-1993年，國家利用科技三項經費投資9.1億元，立項建設了81個國家重點實驗室，重點在基礎理論研究方面進行了布局;1991-1995年，國家利用世界銀行貸kuan投資8634萬美元和1.78億元，又立項建設了75個國家重點實驗室，重點在應用基礎研究和工程領域進行了布局。兩批重點實驗室建成，形成了國家重點實驗室計劃初步框架。
國家經費支持：1989年原國家科委設立“重點實驗室運行補助費專項”，補助實驗室的日常運轉和對外開放。1995-1997年，原國家計委對67個國家重點實驗室進行了儀器設備更新改造。建立評估制度：1990年開始，原國家計委和原國家科委分別委托國家自然科學基金委，對國家重點實驗室進行評估。1994-1997年，原國家計委和國家科委共同委托國家自然科學基金委分領域統一評估國家重點實驗室，并分別予以設備更新經費和運行補助經費資助。
二、發展階段（1998年-2007年）：規范和改進國家重點實驗室的管理，探索新的實驗室建設類型。
科技部規范了“發布指南、部門推薦、專家評審、擇優立項”的國家重點實驗室新建程序，在國家重大需求領域和新興前沿領域新建了88個實驗室，同時淘汰了17個運行較差的實驗室，建立了“優勝劣汰”的競爭機制。此外，根據實驗室發展形勢與時俱進修訂實驗室建設與管理辦法，加強實驗室管理。尤其對實驗室評估規則進行了較大的修改，強調質量、定性評價、整體評價等指導思想，取消定量指標，引導實驗室出重要原始性創新成果。
2000年開始，在國家重點實驗室工作基礎上推動學科交叉、綜合集成的國家實驗室（試點）工作。2003年，為帶動地方基礎研究和基地建設，開展了省部共建國家重點實驗室培育基地工作。2006年，為加強國家技術創新體系建設，開展了依托企業和轉制院所建設國家重點實驗室的工作。截2007年底，正在運行的國家重點實驗室258個（其中企業國家重點實驗室38個），試點國家實驗室6個，省部共建國家重點實驗室培育基地44個。這些研究實驗基地基本覆蓋了基礎研究的重點學科領域，學科布局和結構布局基本合理。
三、提高階段（2008年--）：專項經費的設立標志著國家重點實驗室進入了新的發展階段。
2008年3月，科技部和財政部聯合宣布設立國家重點實驗室專項經費，從開放運行、自主選題研究和科研儀器設備更新三方面，加大國家重點實驗室穩定支持力度。2007年經費14億元，2008年近20億元，2009年預計達到25億元。專項經費的設立，有利于營造寬容失敗、摒棄浮躁、潛心研究的科研環境，是國家重點實驗室又好又快發展的重要保障，標志著國家重點實驗室工作進入了新的發展階段。
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