Научно-исследовательскую деятельность в республике осуществляют около 30 тыс. человек в 330 организациях — институтах Национальной академии наук Беларуси (НАН Беларуси), вузах, научно-исследовательских институтах, конструкторских бюро.

Беларусь входит в число лидеров по разработке фундаментальных проблем в области физики, математики, новых материалов, программных продуктов для ЭВМ.

Продвижению научных разработок на внутренний и внешний рынки способствует работа в Беларуси технопарков и центров трансфера технологий. Важное место в инновационной инфраструктуре занимают и научно-технические центры, которые повышают эффективность взаимодействия науки и производства. Сегодня такие структуры работают на всех крупных промышленных предприятиях страны.

В целом в производство внедряется 90% разработок государственных, региональных и отраслевых научно-технических программ. Ежегодно в республике создается около 400 новых производственных технологий.

По данным Всемирного банка, Беларусь по значению индекса экономики знаний занимает 59-е место среди стран мира, в СНГ — 3-е. А по уровню образования и развития информационно-коммуникационных технологий среди государств СНГ наша страна — безусловный лидер.

Ученые института физики НАН Беларуси впервые в мире получили непрерывно генерирующие лазеры на диодной накачке. В 2007 году в Институте животноводства НАН Беларуси в рамках белорусско-российской программы «БелРосТрансген» появились первые трансгенные животные, полученные в результате вживления человеческого гена в ДНК коз. Это стало сенсацией в научном мире, так как ни один научный коллектив ни в одной стране не подошел так близко к возможности сравнительно дешевого промышленного получения человеческого лактоферрина — природного антибиотика, обладающего сильным антибактериальным и противовоспалительным действием. В настоящее время в Беларуси и России создается стадо трансгенных коз, молоко которых будет обладать, как предполагается, лечебными свойствами.

В 2008 году ученые Национального центра физики частиц и высокой энергии Белорусского государственного университета приняли участие в создании Международного линейного коллайдера, а в 2009 году ученые России и Беларуси приступили к разработке суперкомпьютеров, аналогов которых не существует на мировом рынке. Новая суперЭВМ сможет совершать до 500 трлн. операций в секунду, в то время как машины семейства «СКИФ» первого ряда могли выполнять только не более 0,5 трлн. операций в секунду. Суперкомпьютеры семейства «СКИФ» четвертого ряда разрабатываются учеными в рамках союзной программы «СКИФ-ГРИД».

В 2009 году в Научно-исследовательском институте эпидемиологии и микробиологии белорусскими вирусологами сформирован специальный набор реагентов для диагностики гриппа A/H1N1, так называемого свиного гриппа, и изучения его возбудителя. Набор позволяет провести экспресс-диагностику у больных с клиническими признаками гриппа за 1–2 суток.

Центром научных исследований и традиционным местом отдыха жителей и гостей столицы является Центральный ботанический сад НАН Беларуси. Он по праву считается одним из самых крупных в Европе (площадь 153 га). В его коллекции до 10 тыс. видов и сортов растений различных климатических зон мира.