国家重大科技基础设施——为提升探索未知世界、发现自然规律、实现科技变革的能力，由国家统筹布局，依托高水平创新主体建设，面向社会开放共享的大型复杂科学研究装置或系统，是长期为高水平研究活动提供服务、具有较大国际影响力的国家公共设施。
大科学工程——重大科技基础设施的建设是一种工程性的科技活动，被称为大科学工程。
重大科技基础设施概念是由大科学装置发展而来的。英文中称大科学装置为“Large Scale Scientific Facility”。随着科学研究的发展，大科学装置的内涵相应有了扩展。近年来一些国家较多地使用“Large Research Infrastructures”这样的名称，意为“大型研究基础设施”。
十一五12项
| 序号 | 设施 | 牵头单位 | 分类 |
| 1 | 散裂中子源 | 中国科学院高能物理研究所 | 大科学装置 |
| 2 | 强磁场装置 | 华中科技大学 | 大科学装置 |
| 3 | 大型天文望远镜 | 中国科学院国家天文台 | 大科学装置 |
| 4 | 海洋科学综合考察船 | 中国科学院海洋研究所 | 大型通用研究设施 |
| 5 | 航空遥感系统 | 中国科学院电子学研究所 | 大型通用研究设施 |
| 6 | 结冰风洞 | 中国空气动力研究与发展中心 | 大型通用研究设施 |
| 7 | 大陆构造环境监测网络 | 中国地震局地壳运动监测工程研究中心 | 科技条件公共服务平台 |
| 8 | 重大工程材料服役安全研究评价设施 | 北京科技大学 | 大型通用研究设施 |
| 9 | 蛋白质科学研究设施 | 军事医学科学院、清华大学（北京）+中国科学院上海生命科学研究院（上海 ） | 科技条件公共服务平台 |
| 10 | 子午工程 | 中国科学院空间科学与应用研究中心 | 科技条件公共服务平台 |
| 11 | 地下资源与地震预测极低频电磁探测网 | 中国航船研究院 | 科技条件公共服务平台 |
| 12 | 农业生物安全研究设施 | 中国农业科学院 | 科技条件公共服务平台 |
十二五16项
| 序号 | 设施名称 | 承担单位 |
| 1 | 海底科学观测网 | 同济大学为法人单位，中科院声学所为共建单位 |
| 2 | 高能同步辐射光源验证装置 | 中科院高能所为法人单位，北京科技大学为共建单位 |
| 3 | 加速器驱动嬗变研究装置 | 中科院广州分院为法人单位，中科院近代物理研究所为共建单位，中科院高能物理研究所、中科院合肥物质科学研究院、中国原子能科学研究院、中国广核集团等为合作单位 |
| 4 | 综合极端条件实验装置 | 中科院物理所为法人单位，吉林大学为共建单位 |
| 5 | 强流重离子加速器 | 中科院近代物理研究所为法人单位，北京大学为合作单位 |
| 6 | 高效低碳燃气轮机试验装置 | 中科院工程热物理所为法人单位、江苏中国科学院能源动力研究中心为共建单位 |
| 7 | 高海拔宇宙线观测站 | 中科院成都分院为法人单位，中科院高能物理研究所为共建单位 |
| 8 | 未来网络试验设施 | 江苏省未来网络创新研究院作为法人单位，清华大学、中国科技大学、深圳电信研究院为共建单位 |
| 9 | 空间环境地面模拟装置 | 哈尔滨工业大学为法人单位，中国航天科技集团公司为共建单位 |
| 10 | 转化医学研究设施 | 上海交通大学、四川大学 |
| 11 | 中国南极天文台 | 中科院紫金山天文台 |
| 12 | 精密重力测量研究设施 | 华中科技大学为法人单位，中科院测量与地球物理所、中科院物理与数学所、中国地质大学（武汉）和中山大学为共建单位 |
| 13 | 大型低速风洞 | 中国空气动力研究与发展中心 |
| 14 | 上海光源线站工程 | 中科院上海应用物理所，上海科技大学为共建单位 |
| 15 | 模式动物表型与遗传研究设施 | 中国农业大学和中科院昆明动物所联合共建 |
| 16 | 地球系统数值模拟器 | 中科院大气物理所为法人单位，清华大学、中科曙光和中国气象局等为共建单位 |
十三五10+5项
| 序号 | 设施 | 牵头单位 | 参与单位 | 备注 |
| 1 | 空间环境地基综合监测网（子午工程二期） | 中国科学院国家空间科学中心 | 中国地震局地球物理研究所，北京大学、中国科学技术大学、中国科学院地质与地球物理研究所等14家单位 | 怀柔综合性国家科学中心 |
| 2 | 大型光学红外望远镜LOT | 中国科学院国家天文台 | ||
| 3 | 极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施 | 清华大学 | 主管部门为教育部,共建部门为四川省人民政府 | |
| 4 | 大型地震工程模拟研究设施 | 天津大学 | ||
| 5 | 聚变堆主机关键系统综合研究设施 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 合肥综合性国家科学中心 | |
| 6 | 高能同步辐射光源 | 中国科学院高能物理研究所 | 怀柔综合性国家科学中心 | |
| 7 | 硬X射线自由电子激光装置 | 上海科技大学 | 中国科学院上海应用物理研究所和中国科学上海光学精密机械研究所 | 张江综合性国家科学中心 |
| 8 | 多模态跨尺度生物医学成像 | 北京大学 | 怀柔综合性国家科学中心 | |
| 9 | 超重力离心模拟与实验装置 | 浙江大学 | ||
| 10 | 高精度地基授时系统 | 中国科学院国家授时中心 | ||
| 11 | 北京在线同位素分离丰中子束流装置 | 后备项目 | ||
| 12 | 中国陆地生态系统观测实验网络 | 后备项目 | ||
| 13 | 生物医学大数据基础设施 | 后备项目 | ||
| 14 | 作物表型组学研究设施 | 后备项目 | ||
| 15 | 大气环境模拟系统 | 后备项目 |
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