선진국의 기술 이전 기피 현상이 심화하는 국제 환경에 대한 대응으로, 한정된 과학 기술 자원을 소수 분야에 집중 투입함으로써 기술 경쟁력을 확보하는 것을 목적으로 한다.
1991년 4월 제6회 종합 과학 기술 심의회에서 과학기술부는 ‘2000년대 과학 기술 선진 7개국 진입 추진 기본 방향’을 보고하고, 소수의 전략 기술을 선정해 2000년까지 선진국 수준으로 개발을 완료하겠다고 발표하였다. 과학기술부는 관계 부처 합동으로 과학 기술 혁신 종합 대책을 수립하고 ‘G7 전문가 기획단’을 발족시켜 12개 기술 분야별 연구회를 구성해 14개의 후보 과제를 선정하고, 최종적으로 11개의 과제를 추진하였다. 과학기술부 외에도 상공부, 환경부, 건설교통부 등 여러 부처가 기획 단계부터 적극 참여하였으며, 이들은 주요 과제들의 총괄 부처 또는 협조 부처로 선도기술개발사업의 과제들을 관리하였다.
선도기술개발사업은 제품 기술 개발 사업과 기반 기술 개발 사업으로 구분해 추진되었다. 제품 기술 개발 사업은 2000년대 첨단 제품의 핵심 요소 · 기술을 개발하는 것을 목표로 의약품, 광대역 종합 정보 통신망(B-ISDN), 차세대 평판 표시 장치, 차세대 자동차, 고속 전철 개발 과제 등이 수행되었다. 기반 기술 개발 사업은 사회 전반을 뒷받침할 수 있는 원천 기반 기술 개발을 목표로 차세대 반도체, 신에너지, 차세대 원자로, 초전도 토카막 장치, 감성 공학 등의 과제가 수행되었다.