国家理论科学研究中心 ( National Center for Theoretical Sciences, NCTS )，在包括杨振宁与丘成桐等多位学者建议下，由科技部(前身为国家科学委员会)于1997年8月1日设立。主旨在于提升理论科学的研究，主要划分为数学组及理论物理组。
2004年，国家理论科学研究中心在台北市国立台湾大学设立北区中心，整合中央研究院与国立台湾大学等北区学术单位重镇研究资源；在位于台南市的国立成功大学设立南区中心，整合国立成功大学与国立中山大学等台湾南部学术资源。后来，于中外学者建议下，于2015年1月1日重组。
自 2015年1月1日起，数学组行政工作集中至位于台北市的国立台湾大学天文数学大楼二楼。主任为国立台湾大学数学系教授陈荣凯:239。
物理中心设立在新竹市的国立清华大学综合三馆5楼，主任为国立清华大学朱创新教授。在物理组的统筹下，设有十二个重点研究小组，画分为主要类别：生物物理、高能物理、凝态物理。各小组定期举行小型的非正式讨论与正式的学术会议。并针对学生、博士后研究、新进研究人员等或资深研究人员等对象，举办短期学校或会议。
另外为提升国际上的学术交流，举办国际性学术会议。并邀请国内外访问学者参与重点小组的学术活动。
