본 연구소는 기초과학연구의 질적 향상 및 학문 분야간 연구를 수행하기 위하여 1985년에 설립되었으며, 충청 대전지역에서 기초과학 분야의 거점연구소로서 그 역할을 수행하고 있다. 기초과학 전 분야의 연구를 관장하기 위하여 연구소 내에 수학연구부, 통계학연구부, 전산학연구부, 화학연구부, 물리학연구부, 생명과학연구부, 지구과학연구부를 두고 있다. 매년 1회 자연과학논문집을 발간하여 우수한 많은 학술논문들을 발표하고 있으며, 기초과학 전 분야에 걸쳐 학술발표 및 심포지엄을 수시로 개최하여 기초과학 연구를 보다 활발하게 하는데 크게 기여하고 있다. 연구소의 연구비는 주로 한국학술진흥재단(KRF)과 한국과학재단(KOSEF)에서 지원받으며 이밖에 여러 다른 기관에서도 많은 연구비를 지원받고 있다. 1986년 교육부로부터 이론물리학분야의 연구비 지원을 시작으로 매년 지원연구비가 큰 폭으로 증가하여 왔다.