과학기술과 ICT의 발전을 통해 제4차 산업혁명을 선도하기 위해 설립되었다.
과학기술정보통신부는 1967년 3월에 설치된 과학기술처와 1948년 정부수립과 함께 출범한 체신부를 모체로 한다. 체신부는 1994년 정보통신부로, 과학기술처는 1998년 2월 과학기술부로 개편되었다. 2008년 2월 정부조직 개편에 따라 과학기술부와 교육인적자원부를 통합하여 교육과학기술부를 설치하였고, 정보통신부와 방송위원회를 통합하여 방송통신위원회를 설치하였다. 이때 과학기술부 일부 업무가 산업자원부로, 정보통신부의 일부업무가 행정자치부, 산업자원부, 문화관광부로 이관되었다.
2013년 3월 박근혜정부가 출범하면서 정부조직 개편에 따라 국가과학기술위원회 업무와 교육과학기술부·방송통신위원회·지식경제부·문화체육관광부·행정안전부의 일부업무가 이관되어 미래창조과학부가 설치되었다.
2017년 7월 문재인 정부는 「정부조직법」의 일부 개정을 통해 미래창조과학부의 명칭을 과학기술정보통신부로 변경하였다.
과학기술정보통신부의 주요 업무는 과학기술정책의 수립·총괄·조정·평가, 과학기술의 연구개발·협력·진흥·예산, 과학기술인력 양성, 원자력 연구·개발·생산·이용, 국가정보화 기획·정보보호·정보문화, 방송·통신의 융합·진흥 및 전파관리, 정보통신산업, 우편·우편환 및 우편대체에 관한 사무 등이다.
조직은 장관, 제1·2차관, 본부장(차관급), 3실, 19국·관, 70과·팀으로 구성되어 있다. 장관 아래 정책보좌관이 있고, 제1·2차관과 과학기술혁신본부로 나뉜다. 제1차관 아래에는 기획조정실, 연구개발정책실, 미래인재정책국을 두고 있고, 제2차관 아래에는 정보통신정책실과 방송진흥정책국, 통신정책국, 전파정책국이 있다. 과학기술혁신본부 아래에는 과학기술정책국, 연구개발투자심의국 및 성과평가정책국을 두었다.
소속기관으로 우정사업본부, 국립중앙과학관, 국립과천과학관, 국립전파연구원, 중앙전파관리소가 있다. 별도기구로 4차산업혁명위원회지원단, 지식재산전략기획단, 국제과학비즈니스벨트조성추진단, 국가과학기술자문회의 사무지원단, 지능정보사회추진단을 두고 있다.