1994年1月，中国科学院向全体学部委员发出通知，国务院决定，中国科学院学部委员改称为中国科学院院士。6月8日，经过中科院第七次院士大会选举，产生中科院首批外籍院士，他们是巴顿、张立纲、陈省身、冯元桢、李政道、林家翘、李约瑟、雷文、司马贺、田长霖、丁肇中、吴健雄、杨振宁、丘成桐。
1994年6月3日至8日，中国工程院成立大会在北京举行。中国工程院是全国工程技术界的最高荣誉性、咨询性学术机构，实行院士制度。根据确定的中国工程院院士标准和条件，按照规定程序，经过提名、讨论、遴选和审议，中国工程院产生首批院士，并经国务院批准公布。
1995年5月，中共中央、国务院作出《关于加速科学技术进步的决定》，召开全国科技大会，实施科教兴国战略，实现我国现代化建设的战略目标。科教兴国，是指全面落实科学技术是第一生产力的思想，坚持教育为本，把科技和教育摆在经济社会发展的重要位置。
1996年3月18日，国家科技领导小组成立暨第一次会议在中南海举行。李鹏担任组长，温家宝、宋健担任副组长。国家科技领导小组的主要职责是研究、制定国家科技政策，讨论决定重大科技任务与项目，协调全国各部门科技工作的关系等。其成立体现我国把科教兴国战略放到很高的位置。
1997年2月27日，《自然》杂志报道了关于克隆羊多利的研究成果，迅速引发世界范围内关于动物克隆技术的热烈争论。科学家们普遍认为，多利的诞生标志着生物技术新时代来临，这使德国胚胎学家于1938年提出的克隆设想变成了现实。多利出现后，“克隆”这一术语变得广为人知。
1997年11月8日，长江三峡工程实现大江截流。三峡工程截流合龙时选定的设计流量为每秒1.4万立方米至1.94万立方米，截流最大水深为60米，创水电工程的世界纪录。三峡工程的大江截流与其他水电工程相比，综合难度最大，要通过在长江主河床上构筑两道围堰，继而修建大坝和厂房。
1998年2月，“国家水稻工程”四大难题招标攻关取得阶段性成果，其研究水平居国际领先地位。中国水稻研究所、浙江省农科院、湖南省农科院育成了中优早5号、浙9521、浙935、湘早籼9号等一批优质早籼良种，亩产可达550公斤左右，米质达部颁二级优质米标准。
1999年11月20日，我国第一艘载人航天试验飞船“神舟”号在中国酒泉卫星发射中心新建成的航天发射场发射升空。在完成预定的空间科学试验后，飞船在内蒙古自治区中部地区成功着陆。这是我国载人航天工程的第一次飞行试验，标志着我国载人航天技术有了新的重大突破。
2000年11月29日，我国第一台类人型机器人研制成功。它身高1.4米，体重20千克，具有类似于人的身躯、脖子、头部、眼睛、双臂与双足，并且具备了一定的语言功能。这标志我国机器人技术已经跻身国际先进行列，真正使得我国机器人研究成为走向新世纪的“先行者”。
2001年1月10日，我国自行研制的第一艘无人飞船神舟二号在酒泉卫星发射中心载人航天发射场发射升空。这次发射的飞船没有载人，但飞船技术状态与载人飞船基本一致。这标志着我国载人航天事业取得了新进展，向实现载人飞行迈出了可喜的一步。
2001年2月12日，由6国科学家共同参与的国际人类基因组公布了人类基因组图谱及初步分析结果。美、英、法、德、日和中国先后参加人类基因组对23对染色体DNA大规模测序的国际合作，最终绘制了一张类似化学元素周期表的人类基因组精确图谱，为人类揭开自身奥秘奠定了坚实的基础。
2002年2月，中国第三代移动通信系统研制成功，标志着我国在第三代移动通信的核心技术方面取得突破性进展。中国历时3年、投入近10亿元人民币开发成功符合国家标准的三套系统，其中TD-SCDMA是电信史上首次由中国提出并被国际电信联盟正式接纳的国际标准。
2002年4月7日，“神光二号”巨型激光器将成百台光学设备集成在一个空间内，当八束强激光通过放大链聚集到燃料靶球时，在十亿分之一秒的超短瞬间内可发射出相当于全球电网电力总和数倍的强大功率，引发聚变反应，标志着中国高功率激光科研和激光核聚变研究进入世界先进行列。
2003年10月15日，中国自行研制的神舟五号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射成功。翌日，神舟五号飞船返回舱在内蒙古四子王旗主着陆场成功着陆，中国首位航天员杨利伟自主出舱。中国由此成为世界上第三个掌握载人航天技术的国家，标志着我国科技发展跃上新水平。
2004年5月3日，秦山核电二期工程2号机组正式投入商业运行。至此，我国自主设计、自主建造、自主管理和自主运营的第一座大型商用核电站全面建成投产，标志着我国实现了由自主建设小型原型堆核电站到自主建设大型商用核电站的重大跨越。
2005年10月12日，青藏铁路格尔木至拉萨段全线铺通。青藏铁路起于青海省西宁市，终点为西藏自治区首府拉萨市，全长1956公里，其中西宁至格尔木线路已于1984年开通运营。青藏铁路全线铺通，对于实施西部大开发战略、实现全面建设小康社会的宏伟目标具有十分重要的意义。
2005年10月17日凌晨，我国神舟六号载人飞船经过115小时33分的在轨飞行，准确着陆在预定区域，航天员费俊龙、聂海胜胜利凯旋，实现了“成功发射、正常运行、安全返回，航天员健康出舱”的预定目标，标志着神舟六号载人航天飞行获得圆满成功。
2006年，“中国下一代互联网示范工程”获得一系列重大创新成果，建成并稳定运行全球第一个也是规模最大的纯IPv6互联网主干网；在国际上首次提出下一代互联网的新型寻址体系结构和两代互联网的独特过渡技术。其中３项成果属于国际首创，总体上达到世界领先水平。
2007年10月24日，嫦娥一号卫星在西昌卫星发射中心由长征三号甲运载火箭成功发射，于11月7日正式进入工作轨道。经过星上设备调试，11月18日卫星转为对月定向姿态，11月20日开始传回探测数据，经过处理制作完成了第一幅月面图像并完成了三维影像制作。
2008年7月22日，北京正负电子对撞机重大改造工程（BEPCII）取得重要进展——加速器与北京谱仪联合调试对撞成功，并观察到了正负电子对撞产生的物理事例，标志着BEPCII圆满完成建设任务。改造后的BEPCII将在世界同类型装置中继续保持领先地位。
2008年9月25日21点10分，神舟七号载人航天飞船在中国酒泉卫星发射中心载人航天发射场用长征二号F火箭发射升空。飞船于9月28日17点37分成功着陆于中国内蒙古四子王旗主着陆场。神舟七号载人航天飞行实现了航天员出舱活动和小卫星伴飞，成功完成了多项技术试验。
2009年，我国首台千万亿次超级计算机系统——“天河一号”在国防科学技术大学研制成功。在2009年全国高性能计算学术年会上，“天河一号”位列2009年度中国高性能计算机TOP 100排名第一位。这是我国首台也是唯一一台千万亿次超级计算机系统，标志着我国成为继美国之后，世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。
2010年5月20日，美国私立科研机构克雷格·文特尔研究所研究人员报告说，他们培育出第一个由人工合成基因组控制的细胞，从而向人造生命形式迈出了关键一步。研究人员相信这个有机体将为创造出更复杂生物铺平道路，将来的复杂生物可以将环境废物转化为清洁能源，可以抵御疾病，还可以吸收污染物。
2010年11月14日，国际TOP500组织在网站上公布了最新全球超级计算机前500强排行榜，中国首台千万亿次超级计算机系统“天河一号”雄居第一。“天河一号”由国防科学技术大学研制，部署在国家超级计算天津中心，其实测运算速度可以达到每秒2570万亿次。
2010年11月15日，京沪高速铁路全线完成铺通工程，这是京沪高速铁路建设取得的又一重大阶段性成果。京沪高速铁路的全线铺通，标志着以线下工程和铺轨为主的站前工程全部结束。京沪高速铁路全线共设24个车站，是世界上一次建成线路里程最长、标准最高的高速铁路。
2011年11月3日1时36分，神舟八号与天宫一号在太空成功实现首次交会对接。11月14日20时，天宫一号与神舟八号成功进行了第二次交会对接。11月17日19时32分，神舟八号飞船降落于内蒙古四子王旗主着陆场。天宫一号与神舟八号交会对接任务取得圆满成功。继美俄之后，中国成为世界上第三个掌握完整的太空对接技术的国家。
2012年6月29日10时03分，在经过近13天太空飞行后，神舟九号载人飞船返回舱顺利着陆，天宫一号与神舟九号载人交会对接任务获得圆满成功，实现了我国空间交会对接技术的又一重大突破，标志着我国载人航天工程第二步战略目标取得了具有决定性意义的重要进展。
2013年12月14日21时11分，嫦娥三号成功实施月面软着陆。此次成功落月使中国成为全世界第三个实现月面软着陆的国家。落月前，“玉兔”月球车本身并不工作。前期飞行、动力下降及实施软着陆过程，均由着陆器完成。到达月球后，着陆器释放出月球车，各自在月面开展探测任务。
2014年9月24日和10月10日，由中国科学院院士谢华安任组长的专家组和农业部测产专家组组长、中国水稻研究所所长程式华等专家，分别在牛形村和红星村现场测产，平均亩产分别达到1006.1公斤和1026.70公斤，首次实现了超级稻百亩片过千公斤的目标，创造了一项里程碑式的世界纪录。
2014年11月7日出版的《物理评论快报》发表了一项重要成果，中国科学技术大学潘建伟院士及其团队与中科院上海微系统所和清华大学合作，通过发展高速独立激光干涉技术，结合高效率、低噪声超导纳米线单光子探测器，将可以抵御黑客攻击的远程量子密钥分发系统的安全距离扩展至200公里，并将成码率提高了3个数量级，创下新的世界纪录。
2015年3月30日，北斗系统全球组网首颗卫星在西昌发射成功，标志着我国北斗卫星导航系统由区域运行向全球拓展的启动实施。这颗卫星由中科院和上海市政府共建的上海微小卫星工程中心研制，是我国首颗新一代北斗导航卫星，入轨后将开展新型导航信号体制、星间链路等试验验证工作。
2015年11月2日，中国自主研制的大型客机C919首架机在上海正式下线。C919飞机自主创新有5个标志，包括飞机总体方案、气动外形、飞机机体设计与制造、系统集成及工程项目管理等。C919总装下线对于中国民机产业发展、基础工业实力提升、发展制造强国具有深远的意义。
2016年2月11日，美国加州理工学院、麻省理工学院以及“激光干涉引力波天文台（LIGO）”的研究人员在华盛顿举行记者会，宣布他们利用LIGO探测器于2015年9月14日探测到来自于两个黑洞合并的引力波信号。引力波是爱因斯坦广义相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”。
2016年8月16日1时40分，世界首颗量子科学实验卫星“墨子”号发射圆满成功。此次发射任务于酒泉卫星发射中心完成，它的成功标志着我国空间科学研究又迈出重要一步，也意味着在通信技术发展的历史上，人类再次开疆拓土。量子卫星是继暗物质粒子探测卫星和实践十号卫星之后我国完成发射的第三颗科学卫星。
2016年9月25日，世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜（FAST）在贵州省平塘县大窝凼正式启用。FAST是具有我国自主知识产权的大科学装置，由中国科学家创新设计、研发制造、组织施工，将在今后10~20年里保持世界一流，对于帮助人们揭开宇宙初始混沌、暗物质分布等谜团意义重大。
2017年5月5日14时许，我国首款国际主流水准的国产大型客机C919在上海浦东国际机场首飞。C919拥有完全自主知识产权，是建设创新型国家的标志性工程，其凝聚了国内最优秀的设计人才和工程人才，针对先进的气动布局、结构材料和机载系统，研制人员共规划了102项关键技术攻关。
2017年7月20日，美国斯坦福大学华人科学家张首晟等人在《科学》杂志上报告说，他们首次发现了马约拉纳费米子存在的证据。这一重大发现解决了困扰量子物理学80年的难题，对量子计算也具有重要意义。意大利物理学家埃托雷·马约拉纳预言，自然界中可能存在一类特殊的粒子，它们的反粒子就是自身，这种粒子被称为马约拉纳费米子。
2018年1月25日，克隆猴“中中”和“华华”登上《细胞》杂志封面，这意味着我国科学家成功突破了现有技术无法克隆灵长类动物的世界难题。中科院神经科学研究所孙强团队经过5年努力，成功突破了世界生物学前沿的这个难题。利用该技术，科研团队未来可培育出大批基因编辑和遗传背景相同的模型猴。
2018年10月20日，国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600在湖北荆门漳河机场成功实现水上首飞起降。AG600飞机是我国首次按照中国民航适航规章要求自主研制的大型特种用途飞机，也是目前世界上在研最大的水陆两栖飞机。AG600飞机具有执行森林灭火、水上救援、海洋环境监测与保护等多项特种任务的能力，是国家应急救援重大航空装备。
2018年10月24日，全球最长跨海大桥——港珠澳大桥正式通车运营。港珠澳大桥跨越伶仃洋，东接香港特别行政区，西接广东省珠海市和澳门特别行政区，全长55公里，使用寿命120年，抗16级台风、8级地震，是在“一国两制”框架下粤港澳三地首次合作建设的超大型跨海交通工程。
2019年1月3日，嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面艾特肯盆地冯·卡门撞击坑，在“鹊桥”号中继星的支持下，嫦娥四号着陆器与“玉兔二号”巡视器分别开展了就位探测和巡视勘察。嫦娥四号在月球背面的工作时长已超过300天，远超设计寿命；“玉兔二号”巡视器克服各项障碍，行驶里程也已超过300米，实现了“双三百”的突破。
2019年4月10日，数百名科研人员参与合作的“事件视界望远镜”项目在全球多地同时召开新闻发布会，发布他们拍到的第一张黑洞照片。照片展示了室女座超巨椭圆星系M87中心的超大质量黑洞，其质量是太阳的65亿倍，距离地球大约5500万光年。照片给出黑洞这一极端天体存在的最直接证据，验证了广义相对论。