国家重点实验室主要是依托大学和中科院所而设立的，在某一领域具有重要的基础研究能力，是培养科技人才和进行学术交流的重要基地，基本上每个重点大学比如211和985工程大学都至少拥有一个国家重点实验室。但是还有比国家重点实验室更厉害的科研基地，那就是国家实验室。
国家重点实验室是以国家的重大需求为导向设立的开展前沿基础科学研究的场所，目前建成的国家实验室只有5个，分别是国家同步辐射实验室（中科大）、正负电子对撞机国家实验室（中科院高能物理研究所）、北京串列加速器核物理国家实验室（中国原子能科学研究院）、兰州重离子加速器国家实验室（中国科学院近代物理研究所）和沈阳材料科学国家实验室（中科院金属所）。
清华北大作为中国的顶尖高校，到目前为止还没有国家实验室，说明筹建国家实验室需要很强的实力。当然现在有几个高校已经获得了筹建资格，比如北京航空航天大学正在筹建航空科学与技术国家实验室，西南交通大学正在筹建轨道交通国家实验室。