核心舱成功发射，神舟十二号、十三号载人飞船成功发射并与天和核心舱成功完成对接；从二氧化碳到淀粉的人工合成；嫦娥五号月球样品揭示月球演化奥秘；揭示SARS-CoV-2逃逸抗病毒药物机制；FAST捕获世界最大快速射电暴样本；实现高性能纤维锂离子电池规模化制备；可编程二维62比特超导处理器“祖冲之号”的量子行走；自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟；揭示鸟类迁徙路线成因和长距离迁徙关键基因等10项重大科学进展入选。
“中国科学十大进展”遴选活动由科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）牵头举办，至今已成功举办17届，旨在宣传我国重大基础研究科学进展，激励广大科技工作者的科学热情和奉献精神，开展基础研究科学普及，促进公众理解、关心和支持基础研究，在全社会营造良好的科学氛围。
中国科学十大进展遴选程序分为推荐、初选和终选3个环节。2021年度，《中国基础科学》《科技导报》《中国科学院院刊》《中国科学基金》《科学通报》等5家编辑部共推荐了310项科学研究进展，所推荐的科学进展皆是在2020年12月1日至2021年11月30日期间正式发表或完成的研究成果。
2021年12月，科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）组织召开了2021年度中国科学十大进展初选会议，组织专家从推荐的310项科学进展中遴选出30项进展进入终选。终选邀请中国科学院院士、中国工程院院士、国家重点实验室主任、国家重点研发计划有关重点专项总体专家组成员和项目负责人、原973计划顾问组和咨询组专家及项目首席科学家等3500余位知名专家学者对30项候选科学进展进行网上投票，得票数排名前10位的入选“2021年度中国科学十大进展”。
