기초과학(Basic science) 혹은 기초연구(Basic research)에 대해서는 다양한 정의가 있지만 공통적으로 연구결과의 응용보다는 지식의 탐구 자체에 목적을 두는 연구를 지칭한다. 그러나 기초 → 응용 → 개발연구를 거쳐 상용화로 이어지는 과거의 선형적 패러다임이 더 이상 유용하지 않음을 고려하면 기초연구를 다른 연구와 구분하는 명확한 기준은 존재할 수 없다. 우리나라의 경우 「기초연구진흥 및 기술개발지원에 관한 법률」(이하 기초연구법)에서 기초연구는 “기초과학 또는 기초과학과 공학․의학․농학 등과의 융합을 통하여 새로운 이론과 지식 등을 창출하는 연구활동”으로 정의되며(제2조) 기초연구비의 산정에 있어서는 OECD의 프라스카티 매뉴얼을 준용하여 새로운 창조적 지식을 획득하는 연구(순수기초)와 미래의 광범위한 응용을 위한 원천지식의 토대를 산출하는 연구(목적기초)를 포함하고 있다(과학기술혁신본부, 2007). 그러나 순수기초와 목적기초에 대한 추상적 구분은 실제 현장의 연구에 적용되기는 어렵고 응용 또는 개발연구와 비교되는 상대적 개념으로서의 기초연구 구분이 더 현실적이다.
지식의 탐구 자체에 목적을 두는 연구를 기초과학이라 한다. 순수기초와 목적기초에 대한 추상적 구분은 실제 현장 연구에 적용이 힘들고 응용이나 개발연구와 비교되는 상대적 개념으로서의 기초연구 구분이 더 현실적이다.