中国科学院基础科学局原是中国科学院下设的4个业务管理局之一，2013年中科院机构改革后已被撤销。

组织编制院基础科学研究发展规划，归口管理大科学工程；预测数学、天文学和物质科学的发展趋势，协同本院有关单位编制重点学科领域发展计划；组织协调院属有关单位参与本业务领域内国家重大科研任务和大科学工程项目的竞争立项；组织实施本业务领域内院重大科研任务、重要科研基地的规划、立项、招标、监督、评价和验收；协助本业务领域内的研究所进行学科发展方向的调整和重点学科带头人的遴选。

数学与系统科学研究院：数学研究所，应用数学研究所，系统科学研究所，计算数学与科学工程计算研究所；

力学研究所

国家天文台：中国科学院云南天文台，乌鲁木齐市天文台，南京天光所，长春人造卫星观测站；

上海天文台；

紫金山天文台；

国家授时中心；

物理研究所；

理论物理研究所；

合肥物质科学研究院：固体物理研究所，安徽光学精密机械研究所，等离子体物理研究所；

智能机械研究所；

武汉物理与数学所；

化学研究所；

福建物质结构研究所；

物理化学技术研究所；

国家纳米科学中心；

高能物理研究所；

上海应用物理研究所；

近代物理研究所；

中国科技大学(相关院系)；

中国科学院大学(相关院系)。