国家实验室，属于科学与工程研究类国家科技创新基地，体现国家意志、实现国家使命、代表国家水平的战略科技力量，是面向国际科技竞争的创新基础平台，是保障国家安全的核心支撑，是突破型、引领型、平台型一体化的大型综合性研究基地。
国家同步辐射实验室等5个首批国家实验室至2000年底，全部通过验收。2000年-2003年，科学技术部陆续批准了5个国家实验室的试点。随后，又于2006年启动10个第二批国家实验室试点建设。截止到2016年底，除青岛海洋科学与技术国家实验室正式获批成立外，其余14个试点的国家实验室仍处于筹建状态。 截至2021年1月，北京已成立挂牌成立中关村国家实验室、怀柔国家实验室、昌平国家实验室。 2022年9月20日，上海市政府举行“奋进新征程 建功新时代”党委专题系列新闻发布会。会上透露， 张江实验室、临港实验室、浦江实验室3个国家实验室率先挂牌成立并加快建设运行。
2023年3月，根据国务院关于提请审议国务院机构改革方案的议案，重新组建科学技术部，保留国家实验室建设职责。
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