แนวคิดในการพัฒนาอุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทย เริ่มต้นจากความจำเป็น ที่ประเทศไทยต้องพัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เพื่อส่งเสริมและสนับสนุนภาคเอกชน ในการสร้างความสามารถในการแข่งขัน และก้าวทันกระแสของการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ที่เกิดขึ้น และเสริมสร้างระบบนวัตกรรมของประเทศ โดยเฉพาะความเชื่อมโยงระหว่างภาคการศึกษาและวิจัย กับภาคการผลิต รวมทั้งความเชื่อมโยงระหว่างภาคการผลิตด้วยกันเอง ดังนั้น การพัฒนาประเทศในอนาคตจึงจำเป็นที่จะต้องพัฒนากลไกที่มีประสิทธิภาพ เพื่อเสริมสร้างความเข้มแข็งให้กับโครงสร้างพื้นฐานของประเทศ และแก้ไขจุดอ่อนที่เป็นอยู่ อุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทยจึงได้ถูกพัฒนาขึ้น โดยปรากฏให้เห็นอย่างชัดเจนในแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติ ฉบับที่ 6 ซึ่งกำหนดให้มีการจัดตั้งและพัฒนาอุทยานวิทยาศาสตร์ และมอบหมายให้ 3 กระทรวง ได้แก่ กระทรวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและการพลังงาน (กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม ในปัจจุบัน) ทบวงมหาวิทยาลัย และกระทรวงศึกษาธิการ รับไปศึกษาเพื่อดำเนินการในช่วงปี 2528 ถึง 2530 กระทรวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและการพลังงาน โดยการสนับสนุนของรัฐบาลออสเตรเลียได้ส่งเจ้าหน้าที่ไปศึกษาดูงาน ณ ประเทศออสเตรเลียหลายครั้ง  

          กระทรวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและการพลังงาน ได้ติดต่อขอความร่วมมือไปยังสถาบันเทคโนโลยีแห่งเอเชีย ในการจัดหาที่ดินที่เหมาะสมสำหรับร่วมพัฒนาเป็นอุทยานวิทยาศาสตร์ จากนั้นใน พ.ศ. 2532 ได้ติดต่อ กองทุนเพื่อการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนานาชาติ (United Nations Fund for Science and Technology for Development, UNFSTD) ซึ่งมีประสบการณ์ในโครงการอุทยานวิทยาศาสตร์ในเอเชีย ให้มาสำรวจการจัดตั้งอุทยานวิทยาศาสตร์ในประเทศไทย และได้มีการจัดสัมมนาในเดือนเมษายน 2532 เพื่อให้ข้อมูลและปรึกษาหารือกับนักธุรกิจ ผู้ประกอบการ นักวิชาการ ผู้ใช้เทคโนโลยี ฝ่ายสถาบันการเงิน ภาครัฐและภาคเอกชน จากผลจากการสัมมนาที่ส่วนใหญ่ให้การสนับสนุน คณะรัฐมนตรีเศรษฐกิจจึงได้มีมติให้กระทรวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และการพลังงานดำเนินการจัดตั้งโครงการอุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทยขึ้นเป็นแห่งแรก

          คณะรัฐมนตรีได้มีมติเมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม 2532 ให้ดำเนินโครงการอุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทย และมอบหมายให้สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) เป็นผู้ดำเนินการในเวลาต่อมา เพื่อผลักดันการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของประเทศในอนาคต เพื่อรองรับการพัฒนาประเทศทั้งทางเศรษฐกิจและสังคม และเพื่อเสริมสร้างศักยภาพในการแข่งขันของประเทศอย่างยั่งยืน มีมูลค่าโครงการ 1,193 ล้านบาท ตามมติคณะรัฐมนตรีเมื่อวันที่ 27 กรกฎาคม 2536 และได้ปรับแผนใหม่ในปี 2539 ให้โครงการมีกรอบมูลค่าจำนวนรวมทั้งสิ้น 6,958 ล้านบาท ประกอบด้วยเงินลงทุนเพื่อก่อสร้างอาคารสถานที่ประมาณ 4,000 ล้านบาท และเพื่อเครื่องมือและอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์อีกประมาณ 3,000 ล้านบาท          

         อุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทย มีสถานที่ตั้งอยู่บริเวณถนนพหลโยธิน กิโลเมตรที่ 42 ระหว่างมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ศูนย์รังสิตและสถาบันเทคโนโลยีแห่งเอเชีย (Asian Institute of Technology, AIT) ในปัจจุบันอุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทยได้ดำเนินการก่อสร้างระยะที่ 1 แล้วเสร็จ โดยมีอาคารชุดแรกมีพื้นที่ใช้สอยโดยรวม 90,000 ตารางเมตร ประกอบด้วย อาคารสำนักงานกลาง อาคารวิจัยของศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ อาคารวิจัยของศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ อาคารวิจัยของศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ อาคารสาธารณูปโภค และอาคารโรงงานต้นแบบของทั้งสามศูนย์แห่งชาติ และได้เริ่มเปิดดำเนินการตั้งแต่ปี 2545