Durante la década de 1920, las ciencias comenzaron a abandonar gradualmente su sentido meramente utilitario para transformarse en disciplinas teóricas de base científica. Durante esta centuria las ciencias se dividieron epistemológicamente entre ciencias exactas y ciencias aplicadas. Como ciencias exactas se comprendió a aquellas que basaban su quehacer en la experimentación y observación, sistematizando en el lenguaje matemático sus conocimientos. Entre estas se encuentran las matemáticas, física, química, astronomía y algunas ramas de la biología como la bioquímica. Por otro parte, hacia la segunda mitad del siglo XX surgió el concepto ciencias aplicadas, denominación que agrupó a aquellas disciplinas que se especializaron en resolver problemas prácticos, utilizando a otras ciencias como las exactas. Estas ciencias centraron su quehacer en el desarrollo de la tecnología y la industria. En este grupo se encuentran la economía, aeronáutica, informática, ingeniería, eléctrica, entre otras.

Hacia 1920 los profesores, formados en el Instituto Pedagógico, enseñaban las ciencias -sin distinguir aún entre exactas y aplicadas- como una disciplina formativa, basada en conocimientos obtenidos mediante la observación y la experimentación. A su vez, el Estado contrataba a profesionales extranjeros, que en un corto plazo sentarían nuevas tendencias en el desarrollo de las ciencias nacionales. Por su parte las universidades tradicionales promovieron fuertemente la formación de ingenieros en sus facultades.

La preocupación por la expansión de las ciencias, y la importancia que estas tenían para el progreso del país, impulsó al gobierno a establecer una serie de iniciativas tendientes a consolidar la formación de profesionales chilenos, entre las cuales se contaron varias becas de perfeccionamiento en el extranjero. En esta misma dirección, en 1930 se fundó el Instituto de Ciencias de Chile, dependiente de la Universidad de Chile, y conformado por tres Academias: una de Ciencias Económicas y Sociales, otra de Matemáticas y Ciencias Naturales, y una tercera de Historia, Filosofía y Filología. Esta institución estaba destinada a "favorecer y coordinar las investigaciones y estudios científicos puros, que conserven y eleven la cultura sin finalidad profesional y a dilucidar los más importantes nacionales" (Claudio Gutiérrez y Flavio Gutiérrez, "Física: su trayectoria en Chile (1800 - 1960)", Historia (39): 489, volumen 2, julio-diciembre 2006). Por otra parte,en este período, la naciente política de industrialización estructurada luego en la Corporación de Fomento de la Producción (CORFO), estimuló el desarrollo de las ciencias aplicadas; esta vez orientadas a consolidar el crecimiento económico nacional a través de su aplicación en ámbitos prácticos como la utilización de electricidad, el agua potable y obras de ingeniería, entre otros proyectos.

El desarrollo de las ciencias experimentado en nuestro país se detuvo por los efectos de la crisis económica en la década del treinta, debacle financiera que implicó destinar los esfuerzos económicos a otros objetivos. Este acontecimiento además aumentó por un tiempo el aislamiento de los centros científicos de Chile en relación a los del resto del mundo. No obstante, no solo la crisis económica afectó el desarrollo de las ciencias exactas en Chile. A lo largo del siglo XX, la contingencia internacional influyó directamente en el desenvolvimiento de las ciencias exactas. En 1945, días después de lanzada la primera bomba atómica, se desató en Chile el primer debate público sobre la desintegración de la materia y sus alcances, tema que sería gravitante en la discusión científica de la década siguiente.

A partir de la década del sesenta, las ciencias exactas en nuestro país definieron con claridad sus fronteras, diferenciándose no solo al interior de los planes de estudio de las universidades, sino que también a través de la fundación de facultades específicas, desvinculadas ya de las ingenierías y de los centros de investigación operados por estas mismas. A lo anterior se sumó la creación de sociedades científicas especializadas. Por su parte, el Estado consolidó su rol protagónico como el principal agente promotor de las ciencias nacionales a través de la fundación de la Academia de las Ciencias en 1964, la creación de la Comisión Nacional de Investigación y Tecnológica (Conicyt) en 1967, y la instauración del Premio Nacional de Ciencias durante ese mismo año. De esta forma, durante el siglo XX, y a partir de la acción del Estado, las ciencias fueron consideradas no solo como un conjunto de herramientas útiles para el progreso y el desarrollo de la nación, sino que también como disciplinas de investigación teórica y creación de nuevas tecnologías. Lo anterior, permitió aumentar considerablemente tanto la calidad como el número de los investigadores y científicos dedicados a esta área. Por otra, terminó con el trabajo de individuos aislados y estableció una comunidad activa de profesionales proclives al debate y a la discusión.

Para responder de forma más eficiente a las nuevas necesidades de nuestro país, a partir del nuevo milenio las ciencias se han unido indisolublemente con el desarrollo tecnológico, enfocando su quehacer hacia la innovación y la vinculación con redes internacionales de trabajo e investigación.