Gli impianti di ricerca si servono degli osservatori della NSF con i loro telescopi ottici, i suoi siti di ricerca in Antartide, i computer e le navi e i sommergibili usati per la ricerca oceanografica. La NSF sostiene anche l'ingegneria la matematica e i corsi universitari, infatti studenti universitari possono beneficiare di finanziamenti. Supportano gli studenti anche l'IGERT (Integrative Graduate Education Research Traineeships) e l'AGEP (Alliance for Graduate Education and the Professoriate), l'NSF finanzia anche professori-studiosi.
La NFS è stata fondata dalla NATIONAL FOUNDATION ACT nel 1950. I fini dichiarati consistono nel: promuovere il progresso della scienza, far progredire il benessere nazionale e assicurare la difesa nazionale. Al tempo la NSF non era la principale istituzione per la ricerca scientifica come avevano immaginato originariamente i suoi sostenitori. Nel 1950 il supporto per le principali aree di ricerca era già fornito da agenzie specializzate come il "National Institutes of Health" (ricerca medica) e l'U.S. Atomic Energy Commission (ricerca fisica e nucleare). Questo modello è continuato fino al 1957 con la fondazione del "National Aeronautics", la "Space Administration" e la "Defense Advanced Research Projects Agency". La NSF è poi progredita negli anni, oggi è l'unica agenzia federale degli Stati Uniti con il compito di supportare tutti i campi non medici della ricerca (a quello medico è adibito il "National Institutes of Health").
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