国家科研机构
1949年成立的中国科学院（CAS）代替了原有的中央研究院，是高校外最重要的研究机构之一。它拥有100多个直属研究机构及100多个国家级重点研究机构，也是国际上重要的科研机构。作为国家科研机构，它也提供政策间隙。在《自然出版指数2011 (Nature Publishing Index 2011)》的报告中，中科院在亚太地区科研机构50强中位居第二。
除了国家资助以外，中科院的科研经费很大一部分来自外界，如第三方资助，外部资助、研究委托、及200余家科技公司，其中较知名的企业如联想集团。起初，中科院的首要任务之一是基础研究，但近些年来它们的研究方向已转向应用科学研究、持续发展及创新等方面。重点研究领域为自然科学、生命科学、医学、地球科学及信息技术。中科院也有许多国际合作，例如与马克斯•普朗克学会和德意志学术交流中心的长期合作。
1998年，“知识创新工程”（Knowledge Innovation Programme）项目正式启动。这一项目为科研成果丰厚的研究机构及研究领域提供特别拨款，提高科研质量并使之发展为创新中心。“创新2020”（Innovation 2020）人才发展战略是“知识创新工程”项目的后续项目，重点是基础研究，但也涉及科技领域。
中科院也承担着教学任务，比如位于合肥的中国科学技术大学就是在1958年由中科院建立的；此外还有中国科学院研究生院，它每年招收约10000名硕士及博士研究生，是中国第一个、也是最重要的研究生院。
中国社会科学院（CASS）于１９７７年从中国科学院的中国科学院哲学社会科学学部独立出来，主要研究领域为社会科学及人文科学。它拥有８０余家研究所及研究中心。除了研究与教育功能外，社科院也为政府提供政策建议，因此它的研究总是和一些政策方针有着紧密联系。社科院也有大量的国际合作。继中国科学院研究生院之后的第二个研究生院——中国社会科学院研究生院，成立于１９７８年，隶属于社科院。其规模要比中科院研究生院小很多，每年大概招收４５０个硕士及博士生。
中国工程院（CAE）是优秀工程师的协会，他们在工程、农业、医学领域担任着代表政府及咨询的任务。工程院成立于１９９４年，它既没有自己的研究所，也没有教育机构，而只提供决策咨询、协调并资助高校及企业工程科学领域的研究。工程院用国家拨款资助项目和出版物，成员也会自出经费提供奖学金项目。
中国科学技术协会（CAST）是约200多个专业科学协会的全国性的统一组织，它作为为政府组织是连结学者与政府的纽带。中国科协提供政府咨询服务，其运行经费来自于国家拨款和社会捐助。此外，中国科协还起着连结科学家与公众的作用，并且将普及科学知识、培训研究人员及加强经济界与科学界之间的联系作为工作目标。中国科协组织各种相关活动、管理下属的博物馆、促进国际学术交流，并且表彰奖励优秀科学技术工作者，但该组织不资助科学研究。
其他国家科研机构
不同的科研机构隶属于中央及地方的不同政府部门，其中包括国家重点实验室、国家实验室及高新技术产业开发区。地方政府部门不断增加科研经费的支出。目前，40%~50%的地方政府支出用于科研。
为扶持基础研究以满足社会、经济、科学领域的迫切需要，自80年代起，原国家计委组织建立了国家重点实验室，重点研究战略性科学领域内的重点课题。实验室的依托单位主要是中科院各研究所和大学。2004年以后成立的某些科学领域的国家实验室情况与国家重点实验室类似。实验室通常是由单独的科研机构或是地区内顶尖科研机构结成的研究团体，统筹战略领域的研究。杰出的研究中心可以申请国家实验室的头衔。
高新技术产业开发区于80年代末期由科学技术部组织建立，旨在通过集聚增强科技发展与生产之间的联系。高新区的主要任务是加快高科技领域的技术转移及高新技术公司建立，另一个重点则是促进国际化和培养青年人才。2010年有27家省级高新区通过了国务院的批准，被升级成为国家高新技术产业开发区。现在该数字由56家增加到83家。2010年，这83家高新区的生产总值占国内生产总值的8%。一个著名的例子即北京的中关村科技园区，目前，它已经发展成为中国的“硅谷”。
在省级地区也有省级重点实验室及高新科技区的设立，它们遵从中央的指导方针，但由地方政府融资管理。
在企业进行科研
目前，企业的科研经费约占科研经费总支出的70%，这一发展要归功于国家的积极推动。80年代中期，国家开始提倡通过加强科学界与经济界的联系来提高工业产值。国家实行的主要鼓励措施包括减税、提供补助、提供政府出资的资助项目及建设基础设施（高新技术产业开发区）。当然，各个企业自身的经济利益也起到了关键作用。其中，一些公司非常活跃，尤其是IT及电信行业的企业，比如华为，它们拥有很强的创新能力，且在国外建立自己的研究组织。但是从国际范围来看，中国大部分企业所投入的研究经费占其收入比例仍然很小。此外，这70%的支出中包括研究型国企，以及从前国家科研机构分离出来的企业，它们通常拥有很高的科研经费支出，比如从中科院研究所分离出来的联想集团。
近些年来，国内科研基础设施得到不断改善，各机构之间的联系也得到加强。比如，最新的五年计划旨在建立企业、研究机构、大学之间的战略联盟，从而培养享有国际声誉的研发中心。
对于很多外企来说，中国已成为现阶段重要的发展地区。越来越多的跨国公司在中国建立研究中心。这不仅与地方科研结构得到改善有关，也与亚洲的劳动力成本占总科研支出的百分比较小有关，亚洲这一比例为45%（欧洲约70%）。