2007年，教育部、科技部、中国科学院和国家自然科学基金委员会联合启动了一项具有前瞻性的重大科学活动——面向全国征集一万个科学难题。该活动旨在系统梳理各学科领域中尚未解决的基础理论问题、优先发展问题、国际研究热点以及存在学术争议的议题，为博士、硕士研究生及科技人员确定研究方向提供重要参考。

征集对象主要面向中国科学院院士、中国工程院院士、教育部科技委员会委员、国家自然科学基金委员会科学部专家咨询委员会成员、学科评审组成员以及学科带头人和学术骨干等高端科研人才。活动特别设立了由47名院士和一位北京大学长江学者组成的专家指导委员会，其中包括两院院士吴良镛、探月工程首席科学家欧阳自远等知名学者。

按照计划，征集工作于2007年至2010年间分阶段推进，2007年率先在数学、物理学和化学三个学科领域启动。每个提交的科学难题要求约1000字符，需包含题目、科学意义、问题产生背景、最新研究进展和难点等核心内容。

该活动的深远意义在于：强化科学研究的导向作用，激励科技人员勇于挑战未知，攻克科学难题；同时普及科学知识，激发青少年对科学的兴趣，培养探索未知世界的好奇心。此后，该活动成果逐步结集出版为《10000个科学难题》系列丛书，涵盖数学、物理、化学、地球科学、生命科学等多个学科，成为我国科研导向和科普教育的重要资源。时至今日，这一模式已被多个科研机构和高校借鉴，持续推动着基础研究与前沿探索的深度融合。