“大科学”(Big Science, Mega science, Large Science)是国际科技界近年来提出的新概念，目前尚无统一的定义。与传统的研究相比较，其特点主要表现在投资强度大、多学科交叉、需要昂贵而复杂的实验设备、研究目标宏大等。有学者根据大型装置和项目目标将大科学研究分为两类：一类是需要巨额投资建造、运行和维护大型研究设施的具有工程特点的大科学研究，可以称为“大科学工程”，包括预研、设计、建设、运行、维护等一系列研究开发活动。这类大科学项目主要有国际空间站计划、欧洲核子研究中心的大型强子对撞机计划、Cassini卫星探测计划、Gemini望远镜计划等。大科学工程是科学技术高度发展的综合体现，是各国科技实力的重要标志。另一类是需要跨学科合作的大规模、大尺度的前沿性科学研究项目，通常是围绕一个总体研究目标，由众多科学家有组织、有分工、有协作、相对分散开展研究，这类的大科学项目主要有人类基因图谱研究、全球变化研究等。
国际大科学计划对发起国的科技实力、经济实力、国际影响力均有非常高的要求。自1942年至今，除联合国组织外，仅有美国、英国、德国及欧盟牵头组织过国际大科学计划。这些计划服务全人类利益的同时，也给本国的科技、经济及社会发展带来了巨大收益。
虽然我国已经参与20多项国际大科学计划，但与发达国家还存在很大差距，牵头国际大科学计划还面临一系列挑战，管理经验尤其不足。
2018年3月，国务院公布了《积极牵头组织国际大科学计划和大科学工程方案》（国发[2018]5号），提出了“国际尖端、科学前沿，战略导向、提升能力，中方为主、合作共赢，创新机制、分步推进”的指导原则，确定了我国牵头组织大科学计划的实施路线图。
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