2021年11月3日上午，2020年度国家科学技术奖励大会在北京隆重召开。中国科学院共获2020年度国家科学技术奖励25项（人）。中科院作为第一完成单位，获自然科学一等奖1项，二等奖14项，其中中科院大连化学物理研究所包信和院士牵头的“纳米限域催化”获自然科学一等奖；技术发明一等奖1项，二等奖5项，其中中科院空天信息创新研究院牵头完成的项目获技术发明一等奖（专用项目）；科学技术进步二等奖3项。
中科院提名的荷兰射电天文研究所教授理查德·戈登·斯特罗姆获中华人民共和国国际科学技术合作奖。
中科院获2020年度国家科学技术奖三大奖通用项目。
序号、项目名称、第一完成单位、奖种及等级如下：1. 纳米限域催化，大连化学物理研究所，自然科学一等奖；2. 同余数问题与L-函数的算术，数学与系统科学研究院，自然科学二等奖；3. 基于量子信息技术研究量子物理基本问题，中国科学技术大学，自然科学二等奖；4. 基于高精度脉泽天体测量的银河系旋臂结构研究，紫金山天文台青海观测站，自然科学二等奖；5. 峨眉山大火成岩省与地幔柱研究，广州地球化学研究所，自然科学二等奖；6. 黄土高原生态系统过程与服务，生态环境研究中心，自然科学二等奖；7. 华南陆块中生代陆内成矿作用，地球化学研究所，自然科学二等奖；8. 二万年以来东亚古气候变化与农耕文化发展，地质与地球物理研究所，自然科学二等奖；9. 水稻高产与氮肥高效利用协同调控的分子基础，遗传与发育生物学研究所，自然科学二等奖；10. 新型纳米载药系统克服肿瘤化疗耐药的应用基础研究，上海药物研究所，自然科学二等奖；11. 深度学习处理器体系结构新范式，计算技术研究所，自然科学二等奖；12. 视觉运动模式学习与理解的理论与方法，自动化研究所，自然科学二等奖；13. 光催化材料的能带与微观结构调控，金属研究所，自然科学二等奖；14. 基于结构基元的新电磁材料和新效应的发现，物理研究所，自然科学二等奖；15. 考虑非均匀结构效应的金属材料剪切带，力学研究所，自然科学二等奖；16. 拉曼光谱快速检测毒品毒物的增强基片、方法及仪器的关键技术，合肥物质科学研究院，技术发明二等奖；17. 复杂工业系统安全高效运行的无线控制系统技术及应用，沈阳自动化研究所，技术发明二等奖；18. 空间全固态激光器技术及应用，上海光学精密机械研究所，技术发明二等奖；19. 钢铁行业多工序多污染物超低排放控制技术与应用，过程工程研究所，科学技术进步二等奖；20. 城镇污水处理厂智能监控和优化运行关键技术及应用，中国科学技术大学，科学技术进步二等奖。