基础科学领域的图书出版，是科学出版社传统的优势板块，更是突显学术价值的特色板块。在出版基础理论研究、国家级重大基本资料等方面，具有业内公认的权威地位，图书市场占有率稳居第一。出版了《中国植物志》（80卷126册）、《中国动物志》（150余卷）、《中国孢子植物志》、《现代数学基础丛书》（172册）、《现代物理基础丛书》（84册）、《现代化学基础丛书》、《中华人民共和国地貌图集》等许多具有重要学术价值的经典著作，成为典藏首选。《中国植物志》的编研荣获国家自然科学奖一等奖（2009年）。

科学出版社一直面向国家重大科研需求，紧跟重大重点科研项目，立足科技前沿，出版了《纳米科学与技术丛书》（80余册）、《创新2050：科学技术与中国的未来》（18册）、《中国可持续发展总纲》（20卷）、《未来10年中国学科发展战略》（21册）、《信息与计算科学丛书》（83册）、《数学专著丛书（英文版）》（34册）、《数学机械化丛书》（12册）、《运筹与管理科学丛书》（27册）、《光学与光子学丛书》（21册）、《现代声学科学与技术丛书》（24册）、《半导体科学与技术丛书》（36册）、《生物数学丛书》（20册）、《非线性动力学丛书》（24册）、《21世纪科学版化学专著系列》、《无机化学丛书》（10卷）、《中国化学科学丛书》（8卷）、《中国高等植物彩色图鉴》（9卷）、《农业重大科学研究成果专著》、《生命科学前沿及应用生物技术》、《中国陆地和近海生态系统碳收支研究系列专著》（8卷）、《中国自然地理系列专著》（10卷）、《中国气候与环境演变》、《地球观测与导航技术丛书》（40册）、《中国人文地理丛书》（8卷）、《中国生态环境演变与评估》（22册）、《中国生态文明建设重大战略研究丛书》（9卷）、《生物的起源、辐射与多样性演变》、《10000个科学难题》（9卷）等一大批精品化、系列化、权威化的学术著作。 

本着“呈献国内外学术精华”的宗旨，在深入挖掘国内出版资源的同时，科学出版社还广泛展开与国际著名出版集团的合作，引进和翻译了大批优秀的国外著作，如《国外数学名著系列》（80种）、《国外物理名著系列》（32种）、《国外化学名著系列》、《生命科学名著》系列、《生命科学实验指南系列》、《数学名著译丛》（33种）、《现代数学译丛》（30种）、《丝绸之路数学名著译丛》、《现代化学前沿译丛》等。

科学出版社还出版了《数学百科全书》（5卷）、《数学大辞典》、《英汉化学化工词汇》、《英汉生物学词汇》等一大批科学工具书。整理并再版了《中国科学技术经典文库》，含数学卷/物理卷/化学卷/力学卷/技术卷等50余卷经典学术著作。

受党和国家领导人关注的世纪出版工程《20世纪中国知名科学家学术成就概览》也是由科学出版社完成的，该丛书共19卷62分册，总字数约4000万。为纪念和弘扬华罗庚等老一辈科学家的杰出科学成就，科学出版社还出版了《华罗庚文集》（8卷）的一批著名科学家的学术文集。