国务院于1986年2月14日批准成立国家自然科学基金委员会，作为管理国家自然科学基金的国务院直属事业单位，自然科学基金委根据国家发展科学技术的方针、政策和规划，有效运用国家自然科学基金，支持基础研究，坚持自由探索，发挥导向作用，发现和培养科学技术人才，促进科学技术进步和经济社会协调发展，逐渐形成和发展了由研究项目、人才项目和环境条件项目三大系列资助格局。坚持以创新能力建设为主线，以培养和造就大批创新人才为核心，以创新环境建设为重点，以机制和体制创新为保障，不断提高国家自主创新能力，建设创新型国家。
20世纪80年代初，为推动中国科技体制改革，变革科研经费拨款方式，中国科学院89位院士(学部委员)致函党中央、国务院，建议设立面向全国的自然科学基金，得到党中央、国务院的首肯。随后，在邓小平同志的亲切关怀下，国务院于1986年2月14日批准成立国家自然科学基金委员会(简称“自然科学基金委”)。
自然科学基金委是管理国家自然科学基金的国务院直属事业单位。自成立以来，在党中央的关怀下，在国务院的正确领导下，在国务院有关部门及全国科学家的支持下，科学基金工作突破了以往计划经济体制下科研经费依靠行政拨款的传统管理模式，全面引入和实施了先进的科研经费资助模式和管理理念，确立了“依靠专家、发扬民主、择优支持、公正合理”的评审原则，建立了“科学民主、平等竞争、鼓励创新”的运行机制，建立健全了决策、执行、监督、咨询相互协调的科学基金管理体系，形成了“公正、奉献、团结、创新”的委风，充分发挥了自然科学基金对中国基础研究的“导向、稳定、激励”的功能，不断发展完善以学科体系为框架，价值评议和绩效评估为依据的管理体系并制订了一整套的自然科学基金管理办法。同时，按照新时期中国科技工作的原则、方针和思路，根据全面建设小康社会的战略需求，从国家创新体系建设的总体部署出发，确定了自然科学基金在国家创新体系中的战略定位：“支持基础研究，坚持自由探索，发挥导向作用”。
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