新中国建立以后，毛泽东十分重视我国科学技术的发展。为了提高我国的科学技术水平，毛泽东要求加强对科技工作的领导，并提出中央委员会应成为科学中央委员会。毛泽东在1956年9月10日的八大预备会议第二次全体会议上作了讲话。他说：“中央委员会中应该有许多工程师，许多科学家。现在的中央委员会，我看还是一个政治中央委员会，还不是一个科学中央委员会。所以，有人怀疑我们党能领导科学工作，能领导卫生工作，也是有一部分道理的，因为你就是不晓得，你就是不懂。现在我们这个中央的确有这个缺点，没有多少科学家，没有多少专家。”
毛泽东在这里，实际上就是向全党发出了学习科学技术的号召。为什么要领导科技工作，领导者必须自己要懂科学呢？
领导工作的任务主要是两个，一是管人，二是决策。要领导科技工作，如果领导者自己对科学不懂，则很难与下属沟通，很难在下属面前建立威信，很难不被人怀疑“能领导科学工作，能领导卫生工作”的能力。这样的领导者又怎么能够“管好人”呢？如果一个领导者对自己所要管理的工作不懂，或知之甚少，又怎么能够就工作方面的问题作出决策呢？即使作出了决策，也是盲目的，不正确的，脱离实际的，会带来损害的。所以，毛泽东要求干部学习科学知识，而他自己则给全党树立了一个努力学习科学的榜样。
在革命战争年代，出于领导革命斗争的需要，毛泽东读书和研究的范围偏重于文、史、哲和军事知识。在革命取得胜利以后，转入和平建设时期，领导经济建设和科技工作的新任务给毛泽东的学习提出新的要求，促使他努力学习科学技术方面的知识，以适应新时期领导工作的需要。经过努力，在毛泽东的知识结构中，尽管仍偏重于文史哲，但他的科技知识也是很丰富的。
毛泽东学习科技知识，一是读书，二是好问。每次外出巡视，毛泽东都要随身带很多书，其中包括科技方面的书。有一次，毛泽东在专列上聚精会神地读书。张治中进来，走到了他的身后，毛泽东没有发觉。张治中问：“您这样聚精会神地看，是什么书？”毛泽东说：“这是本有关炼钢铁的书”。张治中说：“连这种技术性的书您也要看么？”毛泽东回答：“是呀！人的知识面要宽些，你是人大代表，也该看。”
据毛泽东的秘书林克回忆说，毛泽东读过赫胥黎的《进化论与伦理学》、《人在自然界中的地位》，达尔文的《物种起源》，摩尔根的《基因论》，威廉斯的《土壤学——农作学及土壤学原理》等书。对于这些科技性很强的书，毛泽东读来，甘之如饴，并能融会贯通，记忆理解。
毛泽东学习科技知识，还有一个特点，就是虚心好问。有一次，毛泽东问李四光：“‘山字形构造’是怎么回事，你是不是给我讲一讲。”这令李四光非常感动。毛泽东博学多闻，态度又这样谦虚，连地质力学中“山字形构造”这样专门的概念都注意到了，体现了他对地质科学的关心。
经过勤学好问，毛泽东在科技方面的知识达到很丰富的程度，令李四光、钱三强这样的大科学家都不能不感到佩服。
1964年2月16日，毛泽东约李四光、竺可桢、钱学森等科学家到中南海会谈。毛泽东和这些科学家就天文、地质、尖端科学等许多重大科学问题广泛交谈了三四个钟头。李四光回家后对他的子女说：“主席知识渊博，通晓古今中外许多科学的情况，对冰川、气候等科学问题，了解得透彻入微。在他的卧室里，甚至在他的床上，摆满了许多经典著作和科技书籍，谈到哪儿就随手翻到哪儿，谈的范围很广，天南海北，海阔天空。”毛泽东对科学问题懂得多，所以他和科学家谈得开，谈得拢，双方很容易找到共同语言。这实际上是心与心之间的对话，在这种对话中，领袖把自己的信任和期望传递给了科学工作者，对他们产生了极大的鼓舞作用。
毛泽东渊博的科学知识，使他能够对许多重大的科学问题发表意见，启发和鼓励我国科学工作者为攻克科学技术尖端，赶超世界先进水平而奋斗。他把超群的哲学思辨能力运用于对科技问题的思考之中，有时提出的观点令人耳目一新，大开眼界。
1955年1月15日，毛泽东主持书记处扩大会议，讨论发展原子能事业问题，钱三强应邀在会上讲述核物理学的研究发展概况。毛泽东问钱三强：
“原子核是由中子和质子组成的吗？”
“是这样。”钱三强回答。
“那质子、中子又是什么东西组成的呢？”
这个问题，钱三强似乎以前没有多想过，他只好照实回答：“这个问题正在探索中，根据现在研究的成果，质子、中子是构成原子核的基本粒子、所谓基本粒子，就是最小的，不可再分的。”
毛泽东略加思索，然后说：“我看不见得，从哲学的观点看，物质是无限可分的。质子、中子、电子，也应该是可分的，一分为二，对立统一嘛！不过，现在实验条件不具备，将来会证明是可分的。你们信不信？你们不信，反正我信”。后来的发现证明毛泽东的预言是正确的。同年晚些时候，美国科学家发现了反质子和反中子。
毛泽东用辩证唯物主义理论，阐明宇宙从大的方面看来是无限的，从小的方面看来也是无限的，不但原子可以分，原子核可以分，基本粒子也可以分。在毛泽东这一思想指引下，我国物理学工作者在1966年提出了基本粒子的层次模型理论，受到了国际上的重视。
现在，党和政府提出了“科教兴国”的战略。要使我国的科学技术赶超世界先进水平，有赖于广大科技工作者和科技工作领导者的共同努力。科技工作的领导者要像毛泽东那样，不断地学习，不断地思考，始终关注科技发展的前沿。只有这样，才能领导和鼓舞广大科技工作者勇攀科学高峰，取得更大的成绩。