自然科学基金委根据科学发展趋势和国家战略需求设立相应的项目类型，从资助定位和管理特点出发,分为研究项目系列、人才项目系列和环境条件项目系列三大资助系列。
（一）研究项目系列
1.面上项目
面上项目是国家自然科学基金资助项目数最多、学科覆盖面最广的一类项目资助类型，面上项目经费占各类项目资助总经费的45%以上。面上项目支持科技工作者在国家自然科学基金资助范围内自由选题，开展创新性的科学研究。自然科学基金委每年发布《国家自然科学基金项目指南》，提出资助范围及申请注意事项等引导申请。
2.重点项目
重点项目支持科技工作者结合国家需求，把握世界科学前沿，针对我国已有较好基础和积累的重要研究领域或新学科生长点开展深入、系统的创新性研究工作。重点项目体现有限目标、有限规模和重点突出的原则，给予较高强度的支持。每年确定受理申请的研究领域、发布指南引导申请。
3.重大项目
重大项目针对国民经济和社会发展中亟待解决的重大科学问题，开展学科交叉和综合性研究，一般由4～5个研究课题构成。重大项目按统一规划，分批立项, 指南引导，定向申请, 同行评议，逐项论证, 动态管理，专家验收的方式组织实施。
4.重大研究计划
重大研究计划围绕核心科学问题，整合和集成不同学科背景、不同学术思想和不同资助强度的项目，形成具有统一目标的项目群，实施相对长期的支持，促进学科交叉研究。在国家科技发展战略框架体系下，与国家其他科技计划形成衔接与互补关系，促进我国科技持续创新能力的提高。重大研究计划的立项由委务会议在专家建议并充分论证的基础上审定，立项之后设立专家指导组和联合工作组，在分管委领导的直接指导下组织和管理重大研究计划计划的实施，面向全国公布指南，引导申请。
5.联合基金项目
为促进知识创新与技术创新的衔接，引导多元投入，推动资源共享，促进多方合作，自然科学基金委与其他政府部门、企业、研究机构共同出资设立联合基金或联合资助项目，资助某些特定领域的基础研究。联合资助按自然科学基金项目管理方式，面向全国，向社会公布指南，引导申请。
6.国际（地区）合作研究项目
为鼓励广大科学家广泛参与国际合作与竞争，提高科技创新水平，自然科学基金委积极支持双方共同投资进行的实质性合作研究，建立了多层次、多渠道、全方位的国际合作格局。鼓励和支持科学家组织与实施重大的国际合作研究，有选择地参与国际大型研究计划和大科学工程的合作，努力加强双边和多边协议下的合作研究，注重通过合作加快国内人才的培养和国外智力资源的利用，以促进基金项目的高质量完成，提高我国基础研究的水平和在国际科技领域的显示度。
主要项目类型有：
● 重大国际（地区）合作研究项目
● 双边（多边）国际合作研究协议项目
● 海外及港澳学者合作研究项目
（二）人才项目系列
1.青年科学基金
为促进青年科技工作者的成长，培养和造就具有发展潜力的优秀青年科技人才而设立该项基金。其定位是稳定青年科研队伍，培育后继人才，扶持独立科研，激励创新思维，不断增强青年人才勇于创新的能力。申请者的年龄限定在35周岁以下。
2.国家杰出青年科学基金（包括外籍）
为促进青年科学技术人才的成长，鼓励和吸引海外学者和留学人员回国工作，加速培养造就一批进入世界科技前沿的优秀学术带头人，经国务院批准于1994年设立国家杰出青年科学基金。该项基金资助国内及尚在境外即将回国工作的45周岁以下的优秀青年学者在中国内地从事自然科学基础研究。2005年又启动了国家杰出青年科学基金（外籍）资助工作，其目的是为了充分发挥海外科技人才资源优势，支持45岁以下具有较高学术水平和良好发展潜力的外籍华人青年学者全时全职在中国内地从事自然科学基础研究。
3.创新研究群体科学基金
为稳定地支持基础科学的前沿研究，营造有利于创新的环境，培养和造就具有创新能力的人才和群体而设立的创新研究群体科学基金。该基金资助国内以优秀科学家为学术带头人、中青年科学家为骨干的研究群体，围绕某一重要研究方向在国内进行基础研究。受资助的创新研究群体应是长期合作中自然形成的研究整体，其学术水平在国内同行中具有一定优势，研究工作取得突出成绩，或活跃在某一基础研究领域的前沿并具有明显的创新潜力。
4.国家基础科学人才培养基金
国家基础科学人才培养基金主要用于支持国家理科基础科学研究和教学人才培养基地（简称理科基地）的条件建设和本科生研究能力的提高，促进科学研究与教育的结合，培养基础研究后备人才。主要包括：条件建设项目、本科生科研能力提高项目和生物学、地学野外实习基地建设与运行、骨干教师培训等，同时适当资助古生物，植物、动物分类等特殊学科点的人才培养工作。
5.地区科学基金
地区科学基金主要是为了加强对部分边远地区、少数民族地区等科学研究基础薄弱地区科技工作者的支持，稳定、吸引和培养这些地区的科技人才，扶植和凝聚优秀人才,支持他们潜心探索，为区域协调发展和国家创新体系建设服务。现面向的地区有内蒙古、宁夏、青海、新疆、西藏、广西、海南、贵州、江西、云南10个省、自治区和延边朝鲜族自治州。
