Seit den Anfängen als unabhängige Nation haben die Vereinigten Staaten durch Ermöglichung des freien Austausches von Ideen, der Verbreitung von Wissen und durch die Aufnahme kreativer Menschen aus aller Welt Wissenschaft und Erfindungen gefördert. Die Verfassung spiegelt den Wunsch nach wissenschaftlicher Aktivität wider. Sie gibt dem Kongress die Befugnis, „den Fortschritt der Wissenschaft und nützlicher Künste zu fördern, indem Urhebern und Erfindern für eine begrenzte Zeit das Exklusivrecht auf ihre jeweiligen Schriften und Entdeckungen zugesichert wird“. Diese Bestimmung ist Grundlage für das Patent- und Warenzeichensystem der Vereinigten Staaten.
Zwei der Gründerväter der USA waren selbst namhafte Wissenschaftler. Benjamin Franklin führte mit einer Reihe von Experimenten den Nachweis, dass der Blitz eine Art von Elektrizität ist, und erfand den Blitzableiter. Thomas Jefferson studierte Landwirtschaft und führte neue Reis-, Olivenbaum- und Grassorten in die Neue Welt ein.
Im 19. Jahrhundert stammten die führenden neuen Ideen in Naturwissenschaft und Mathematik aus Großbritannien, Frankreich und Deutschland. Forscher und Erfinder aus den Vereinigten Staaten lagen zwar bei der Entwicklung von Theorien im Rückstand, aber sie brillierten in den angewandten Naturwissenschaften. Aufgrund der weiten Entfernung zwischen den Vereinigten Staaten und den Ursprungsländern der westlichen Wissenschaft und Produktion war es oft notwendig, eigene Vorgehensweisen zu entwickeln. Vor diesem Hintergrund kam es zu einer Vielzahl wichtiger Erfindungen. Große amerikanische Erfinder sind Robert Fulton (Dampfschiff), Samuel F. B. Morse (Telegraf), Eli Whitney (die Baumwollentkörnungsmaschine Cotton Gin), Cyrus McCormick (Mäher), die Gebrüder Wright (Motorflugzeug) und Thomas Alva Edison, der mit mehr als eintausend Erfindungen produktivste Erfinder.
In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhundert wurden amerikanische Wissenschaftler zunehmend für ihre Beiträge zur reinen Wissenschaft, der Formulierung von Konzepten und Theorien, anerkannt. Diese Veränderung zeigt sich auch bei den Gewinnern der Nobelpreise in Physik und Chemie. Unter den Nobelpreisgewinnern in der ersten Hälfte des Jahrhunderts – 1901 bis 1950 – stellten Amerikaner in den Naturwissenschaften nur eine kleine Minderheit. Seit 1950 haben in den USA tätigen Wissenschaftler etwa die Hälfte der in den Naturwissenschaften verliehenen Nobelpreise erhalten.