과학교육의 진흥과 과학기술 연구능력 배양 및 국제교류 증진을 통해 국가 과학기술의 창달 · 진흥에 기여한다.
과학재단은 과학기술 연구능력 배양과 과학교육의 진흥을 위해 연구활동 지원, 연구장학금 지원, 과학기술교육 향상 · 발전을 위한 지원, 학회 및 국내외 학술활동 지원, 과학기술 국제교류 증진을 위한 지원 등 과학기술 발전에 필요한 다양한 사업을 수행했다.
설립 초기부터 기초 연구비 지원을 중시했으며, 목적기초연구지원사업 등을 통해 대학의 기초연구 진흥에 크게 기여했다. 기초과학의 핵심 연구과제를 수행하는 과학연구센터(SRC), 산업수요도가 높은 첨단산업 분야의 기초기술을 중점 연구하는 공학연구센터(ERC) 지원 사업을 통해 우수 연구집단 육성을 본격화했다.
이후 지역협력연구센터(RRC) 사업이 추가되었고, 2005년부터 국가지정연구실사업(NRL)이 신설되어 개인, 연구실, 집단의 여러 규모에 대한 지원체계가 구축되었다. 국가 과학기술인력의 사회적 수요에 부응하기 위해 박사후 연수를 중심으로 연구인력의 질적 · 양적 성장을 촉진했으며, 국내외 학술활동을 지원하고 대학과 산업체간의 연구협력을 촉진하는 산학협력지원사업을 추진했다.
한국과학재단의 설립은 기초과학 연구지원정책이 본격화되는 출발점이었으며, 설립 이후 과학기술 연구활동 지원의 중추기관으로서 큰 역할을 담당하였다.