기초과학연구원(基礎科學硏究院, Institute for Basic Science, IBS)은 세계적 수준의 기초과학연구 및 기초과학 기반 순수 기초연구를 수행함으로써 창조적 지식 및 원천기술 확보와 우수 연구인력 양성에 기여하는 것을 목적으로 2011년 11월 설립 되었다. 이명박 정부의 국제과학비즈니스벨트 조성사업의 일환으로 설립 되었으며, 박근혜정부는 140대 국정과제 중 하나로 국제과학비즈니스벨트를 국가 신성장 거점으로 육성하겠다는 정책을 발표한 바 있다. 기초과학연구원은 이러한 과학벨트의 핵심 기관 역할을 수행하는 기관이다.

기초과학연구원 설립 당시 세계 주요 선진국들은 기초과학의 경제적 중요성과 사회접 파급효과에 대해 깊이 인식하고 있었다. 예를 들어 미국은 미국경쟁력강화계획(ACI, American Competitiveness Initiative)을 통해 3개 연방기관(NSF, NIST, DOE)의 기초연구 예산을 향후 10년간 2배로 증액 한다고 발표 한 바 있으며, 일본은 종합과학기술회의를 통해 후쿠시마 원전사고 이후 '제4기 과학기술기본계획('11~'`5)을 전면 재검토 하고 특히 기초연구 및 인재육성 강화를 별도로 다룬 바 있다. 중국의 경우 '제12차 5개년 계획'을 통해 장기적이고 체계적인 계획을 통해 기초연구를 수행하여 원천적 혁신능력 제고를 발표 하였다. 무엇보다 기초과학의 중요성을 인지하고 있던 선진국들은 20세기 초부터 기초연구 전담기관을 설립 운영하며, 우수 인재 유치 및 육성과 연구몰입환경 구축을 위해 다양한 노력을 시도 해 왔다.

기초과학연구원의 설립은 응용 및 개발기술을 통한 국가경쟁력 제고는 한계 상황에 직면했다는 국가적 인식에서 시작 되었다. 특히 기존의 기술추격형(fast following) 연구개발이나 2인자 전략(second-mover strategy)으로 기대되는 경제적 효용은 임계치에 도달했기 때문에, 보다 근원적인 기초연구에 집중함으로써 기초과학 강국으로서 국격 제고를 추구하겠다는 범 국민적 필요 의식이 설립의 중요한 원인이 되었다.

KIST가 1960년대에 설립 되어 국가 산업화에 기여 했다면, 기초과학연구원은 창조적 기초과학 지식 창출 및 기초과학강국으로서 국격 제고 와 새로운 국가 브랜드 창출을 위해 설립 되었다. 특히 기초과학은 학문의 특성상 학문적 호기심과 연구자의 창의성이 중요하다는 점을 고려하여, 연구자의 자율성을 최대한 보장하고 연구에 몰입할 수 있는 환경을 조성하는 것을 중요한 철학으로 삼고 있다. 연구자의 자율성을 보장하는 방법에는 여러가지가 있는데, 기초과학연구원은 프로젝트 중심으로 운영되는 '국가연구개발사업'과는 달리 연구자 즉 '사람' 중심의 연구 수행 및 운영 시스템을 설계하고 운영하는데 많은 노력을 기울이고 있다.

기초과학연구원 본원은 현재 대전광역시 유성구 유성대로 1689번길 70 (전민동 463-1)에 있으며, '국제과학비즈니스벨트 기본계획' 수정('13.7)을 통해 기존의 둔곡지구에서 도룡지구로 입주할 예정이다. 특히 미래창조과학부와 대전시는 과학벨트 거점지구 부지의 사용과 사이언스센터 조성 등을 포함하는 업무협약서를 체결('13.7) 하였고, 미래창조과학부는 개방형 시민 활용 공간을 포함한 '대전 엑스포공원 사이언스콤플렉스 조성방안'을 기획 중이다. 무엇보다 과학벨트를 세계적 과학혁신클러스터로 발전시키기 위해 기초과학연구원/중이온가속기를 지역 랜드마크화 하고, 우수인력 유치와 창의적 연구환경 조성을 위해 연구-교류-편의-휴식공간이 통합된 '스마트 캠퍼스형' 공간 조성을 계획하고 있다. 계획에 따르면 2021년 까지 본원을 완공 할 계획이다.

연구를 수행하는 단위 주체는 연구단(research center) 이며, 2015년 7월 현재 25개의 연구단이 운영 중이다. 연구단은 운영 형태에 따라 본원연구단, 캠퍼스연구단, 외부연구단 으로 구분된다.