比利时是科技创新型国家，素有“科技小巨人”之称，在“欧洲创新记分牌”中排名常年位居欧盟国家前列，创新能力评分高于欧盟平均水平。2019年以来，比利时研发投入强度持续保持在3%以上，是近年研发投入强度最高的欧洲国家之一。比利时依托成熟的集群式联合研发模式和科研成果转化平台，在微电子、生物医药、航空航天、能源环保等领域处于世界领先水平。

比利时拥有众多领先的战略研究中心和领军科研院所。比利时微电子研究中心（IMEC）是全球先进的纳米电子和数字技术研究与创新中心；比利时工业技术研究院（VITO）是在清洁技术、可持续发展、循环经济等领域知名的欧洲独立研究机构；比利时生物技术研究所（VIB）在分子生物学、细胞生物学、遗传学、植物科学和生物医学等领域具有较强国际影响力；法兰德斯先进制造研究所（Flanders Make）是比制造业战略研究中心，在汽车制造业、智能机电系统、机器人柔性装配等领域有较强科研实力。比利时皇家（科学、文学和艺术）学院（ARB）和比利时皇家弗拉芒科学与艺术学院（KVAB）是比科学技术领域国家学术机构。其他重要科研机构还包括比利时核能研究中心（SCK·CEN）、比利时航空航天领域科研机构等。

1979年，中比两国签署《中华人民共和国与比利时-卢森堡经济联盟科学技术合作议定书》，比利时成为最早与中国签署政府间科技合作协定的西方国家之一。中比双方建立了科技创新对话、科技合作联委会等合作机制，持续支持联合研究项目，为两国各类科技创新主体开展交流合作搭建了平台。中比两国数百所大学、科研机构和企业参与其中，促成了大量科技人员的交流与合作，促进产学研一体化，为携手应对气候变化、食品安全等全球挑战提供科技支撑。