自然科学史研究所是世界上少数几个中国科技史的研究中心之一。自1957年成立至今，六十年来，研究所在中国古代科技史领域的研究历程可划分为四个阶段。
1957~1975：学科创建与初期发展阶段
重点整理中国自然科学和技术遗产，专注于以数学史、天文学史等学科门类史为主的中国古代科技史研究。在原始文献和图书资料的收集、整理与考证研究方面，做了大量卓有成效的工作。
1959年《中国古代科学家》出版，由所内外专家合作撰写，堪称研究所的开山之作。此书后经扩展，形成《中国古代科学家传记》上、下册。李俨、杜石然著《中国古代数学简史》和钱宝琮主编的《中国数学史》分别于1963、1964年刊行，揭开了中国数学史研究的序幕。在此阶段，席泽宗和薄树人关于古新星、超新星的研究，则在国际天体物理学界和天文学史界产生了非常重大的影响。
1976~1986：扩展学科史与专题研究和撰写通史阶段
研究所同仁继续重视中国古代科技史资料的汇集和考释，并将文献考证、考古研究和实地考察相结合，形成了一种传统；基于专题研究，编著了具有巨大影响力的学科史和通史著作。
1978年《中国古代科技成就》出版，由所内外专家合力撰著。杜石然、陈美东等六位作者合作研究中国科技通史，著成《中国科学技术史稿》上、下册，于1982年出版。潘吉星、张驭寰、曹婉如和郑锡煌等在造纸、建筑、地理和制图学史等中国古代科技史领域取得重大成果；华觉明等与所外单位合作开展“曾侯乙编钟复原研究”项目，获文化部重大科技成果一等奖；部分论著被翻译成外文在境外出版，这些工作在国内外引起极大反响和关注。
1987~2010：开展重大项目和综合性研究阶段
自1990年以来，与国内外学者合作开展重大研究项目，承担国家重大文化工程项目，产出大量专题和综合性研究成果。在组织和团结所内外力量合作研究古代科技史方面，充分发挥了引领作用。
1990年代，陈美东主持中国科学院“八五”重点研究项目“中国古代科学技术史研究”，组织国内百余名中国科技史家陆续编撰出版了26卷本《中国科学技术史》。该丛书展示了中国古代科学技术的发展历程与主要成就，改变了以往国内主要靠李约瑟阐释中国科技传统的局面。其中，郭书春主编的数学史卷、席泽宗主编的科学思想史卷和周魁一所著的水利卷分别获得郭沫若历史学奖一、二、三等奖。
1996年，科技部启动“夏商周断代工程”，席泽宗受聘为首席科学家并主持研究天象记录，以天文学手段推定重大历史事件的绝对年代。2002年文化部启动“清史纂修工程”，席泽宗、韩琦等分别承担清史“天文志”和“科技志”的纂修任务。2006年郭书春主持国家重大文化工程《中华大典·数学典》的编修工作。郭书春与法国林力娜合作研究《九章算术》，2004年完成中法对照本，2006年获得法兰西学院平山郁夫奖。2008年研究所组织所内外相关领域知名专家为领导同志讲中国古代自然科学史，讲稿经整理结集而成《走进殿堂的中国古代科技史》上、中、下三册。
此阶段，研究所还汇集同行之力编撰了天文学史、物理学史、数学史等学科总结性丛书，如《中国天文学史大系》（1979年构思，1999年成稿，2013年出版）、《中国物理学史大系》（戴念祖主编，2001、2002年出版）、《中国数学史大系》（刘钝、王渝生主编，2000年出版）等。在古代科技文献整理方面，自1993年始陆续出版了10卷50分册《中国科学技术典籍通汇》。
1996年后，承担中国科学院“九五”重大研究项目“中国传统技术综合研究”，设古代工程技术史和传统工艺两个子系列，由何堂坤、华觉明分别主持。国内百余名技术史家和文化遗产学者参与编撰多卷本《中国古代工程技术史大系》和20卷本《中国传统工艺全集》。后者成为国家文化部门调查保护传统工艺等文化遗产的重要学术依据，并获得国家新闻出版总署评选的“中华优秀图书奖”。
2010年以来：进入新的学科布局阶段
2010年以来，面对新的形势，进行了新的学科布局。在中国古代科技史方面，进一步巩固数学、生物学、冶金和机械等学科门类史的优势，加强天文学、农学、医学、纺织、造纸、印刷、化工等的历史研究，以揭示中华文明科技创造的内涵和特点，在世界视野下展现世界文明的多元性。
2011~2020年，部署重大突破方向项目“科技知识的创造与传播”，包含多项古代科技史研究课题，采用新视角、新理论与新方法，突破传统的“成就描述”范式或各种“中心论”的束缚，通过案例研究与综合研究，探索古代科学技术创造和传播的史实及机制，认识古代科技知识发展与社会、政治、经济、文化等因素的互动关系与动力机制。其中，“丝绸之路上若干科技的传播”课题通过考察蹄铁、剪刀、缂丝、坎儿井等技术传播案例，阐释古代中外技术知识传播的图景，探讨古代技术传播的模式和相关理论。
2011~2015年，安排重点培育方向项目“文化遗产的科技认知研究”，调查研究典型的传统工艺，发展新的研究方法，认知文物与遗址等遗产的科技内涵、文化价值。2016~2020年，设立重点培育方向项目“传统制造技术的专题研究”，结合考古遗存实物和对《考工记》等文献记载的解读，综合认知先秦青铜器与古代车辆的制作技术，调查研究和模拟复原古代指南针的典型技术。同时，还与高校、重要图书馆与出版社合作，组织整理、点校与研究重要科技典籍，出版《中国科技典籍选刊》。每年推出3~4种，至2020年底整理出版15种代表性科技典籍，并与出版社合作开发中国科技典籍数据库。
总之，无论是1957~1986年的三十年还是1987年至今的三十年，研究所充分发挥引领作用，通过与国内外机构和学者的多元合作，在中国古代科学技术史的研究上取得了令人瞩目的成绩。今后，我们将一如既往地保持与国内外同行深入高效务实的合作，“继前贤，开来学”，薪火相传，在中国古代科技史领域做出更大贡献！■