Высшей государственной научной организацией в стране является НАН Беларуси — Национальная академия наук. Она организует, проводит и координирует фундаментальные и прикладные научные исследования и разработки по различным направлениям технических, естественных, социальных и гуманитарных наук и искусств.
До 1928 года главной научной организацией в Беларуси был Институт белорусской культуры, который 13 октября 1928 года был реорганизован в Академию наук. Торжественное открытие Белорусской академии наук состоялось 1 января 1929 года.
Первым президентом Белорусской академии наук стал профессор истории В. М. Игнатовский. Сначала штат академии составлял только 128 человек, из которых научными сотрудниками были 87. Но к 1941 году в академии работало уже около 750 человек, а ее структура включала 12 научно-исследовательских учреждений, в том числе 9 институтов.
В годы Великой Отечественной войны деятельность Белорусской академии наук была прервана, многие сотрудники отправились на фронт или были эвакуированы. При этом за время войны академия понесла огромный ущерб — лаборатории, оборудование, фонды и библиотеки были разграблены, уничтожены.
Когда Минск освободили от немецко-фашистских захватчиков советские войска, Белорусская академия наук постепенно возобновила деятельность. А к 1951 году в ней насчитывалось уже 29 научно-исследовательских учреждений и более 1200 сотрудников. В дальнейшем в советский период деятельность Белорусской академии наук осуществлялась в соответствии с потребностями народного хозяйства республики и при поддержке ведущих научных центров Москвы, Ленинграда и других крупных городов СССР.
После распада Советского Союза и провозглашения независимости Беларуси начался новый этап в развитии белорусской науки. В 1997 году научная академия страны была преобразована в Национальную академию наук Беларуси и приобрела нынешний статус высшей государственной научной организации республики.
Сейчас Национальная академия наук Беларуси состоит из ряда отделений, в ее состав входят научные институты и центры, конструкторские и производственные организации, опытные станции и базы, музеи, научные библиотеки, архив, издательский дом, поликлиника, филиалы и сеть Национальной академии наук Беларуси BASNET.
По состоянию на 1 января 2007 года, в НАНБ работало свыше 17 тысяч человек (исследователи, техники, вспомогательный и обслуживающий персонал). Среди них свыше 1970 кандидатов наук и около 560 докторов наук. За время существования НАН Беларуси в ее состав были избраны свыше 250 действительных членов и более 220 членов-корреспондентов. В 2009 году в НАНБ состояли 80 академиков и 117 членов-корреспондентов.
На данный момент основной проблемой белорусской науки является «старение» кадров — выпускников вузов не слишком привлекает научная деятельность.