比利时是科技创新型国家，素有“科技小巨人”之称，2021年至2023年连续三年被“欧洲创新记分牌”评为“创新领导者”国家（创新能力评分高于欧盟平均水平的125%）。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。在世界知识产权组织发布的2022年全球创新指数排名中，比利时位居第26位。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、能源环保等领域保持世界领先水平。

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）是全球最大、最先进的纳米电子和数字技术研究与创新中心，其技术领先业界3至10年的技术需要；比利时工业技术研究院（VITO）是欧洲清洁技术和可持续发展领域领先的独立研究机构，其研究成果广泛应用于新型生产技术、能源、生物材料、环保、遥感等领域；比利时生物技术研究所（VIB）是推动比生命科学研究的引擎之一，在细胞生物学、基因表达、癌症治疗等多领域进行了大量创新型的基础研究；比利时机电一体化技术中心（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权威学术机构。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。截至2022年底，两国已联合召开19次科技合作联委会，签署了70多项科技合作协议，执行了近500项政府间科技合作项目，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。