美国从立国时期到20世纪初对科技进步和科技人才培养的重视
1780年，美国文理科学院（AAAS）在马萨诸塞州波士顿成立，致力于美国农业、技术、生产和商业的发展，其成员不断研究探索运用自然资源的新技能、新方法。1824年，富兰克林学会在费城成立，其后全美多地建立起类似的以宣传与指导最新科学发现、科学原理和科学方法的学会，目的在于用这些科学知识来提高人们从事各种工作的效率。
到19世纪，美国工程师职业开始兴起，工程技术专家越来越多地把科学及数学知识和方法与工业发展联系在一起。这种趋势不仅因为美国工业对科学和工程知识与技能的需求提高，也得益于美国教育界开展的工程教育课程对工程技术人才的培养。1824年，斯蒂芬·冯·伦斯勒在纽约州特洛伊市建立伦斯勒理工学院，学院最初设立一年制的课程用于基础科学知识的学习、实验室操作、实地实习及学生的课堂演讲和展示活动，到1835年，伦斯勒理工学院学制延长至三年，加入了工程专业教育课程的学习。
美国内战之前，除伦斯勒理工学院外，还有两所提供工程专业教育的学院，即著名的西点军事学院和1820年在佛蒙特州诺维奇成立的美国第一所私立军事学院——美国文理军事学院。[26]到19世纪40年代和50年代时期，包括达特茅斯学院和布朗大学在内的美国一系列高等院校，都先后设立了工程专业教育课程。1861年，波士顿人建立麻省理工学院，专事科学和工程教育，学院专门设立了工业科学课程，旨在为国家工业发展提供科技人才，用科技进步来推动工业的发展。
1862年，美国国会通过《莫里尔法案》，该法案规定按每州参加国会议员的人数，每人获赠3万英亩土地，出售赠予土地所获收益，用于资助各州建立以教授农业知识和机械技能为主的高等院校（大多后来发展为各州的州立大学）。这些土地赠予学院为美国内战后涌现的大量接受高等教育的国人讲授工程、地理、物理等自然科学和农业知识，《莫里尔法案》催生了一批以农业和工程教育为主的高等院校。1872年，美国设立自然科学和工程专业课程的高等院校增加到70所，1880年增加到85所，到1917年已达126所。19世纪70年代受益于《莫里尔法案》建立的50多所以工程和技术教育为主的学院或大学，都重于物理、化学等科学知识的传授，以及这些基础科学和工程技术之间联系的教育。到19世纪80年代中期，美国由大学和学院正规培养的工程师人数已经超过了自学和企业学徒项目[27]培养的工程人员的总数目。[28]
随着美国针对发展农业和工业的工程技术教育的发展，以及工程从业人员的大幅增长，美国开始出现专业的、非军事目的的工程师协会。1852年，美国第一个该类性质的非政府组织——美国土木工程师协会（ASCE）成立。[29]1871年成立美国矿业工程师协会（AIME），1880年成立美国机械工程师协会（ASME），1884年电力行业的工程师专业交流和研究机构——美国电气工程师协会（AIEE）成立。这些各领域专业工程师协会的成立，标志着工程师工作的职业化。各类职业工程师协会帮助建立各领域工程专业的教育和培训标准，致力于培养和储备服务于美国工业发展的工程技术人才。各协会发行和出版专业期刊，举行学术会议，宣传、教育与交流最新的科学知识、科技发展状况和科技成果，增强各个领域的专业知识和技能。
美国内战后随着工程教育的兴起与发展，越来越多接受过基础科学教育的大学工程专业毕业生服务于美国工业界，他们用科学知识和方法来指导工程、技术和生产作业活动，越来越广泛地把科学知识用来服务于美国工业和整体经济的发展。
随着工程和技术教育科学含量的增加，工业和经济发展对科学知识需求的增长，接受过高等科学教育、拥有丰富研究经验的科学家开始活跃于美国大学、工业界和相关政府部门。早些时期，这些科学家多是在美国接受完大学工程教育之后，再留学德国、法国等西欧国家，取得博士学位，拥有一定的研究经验，他们都是对科学研究和探索具有浓厚兴趣的科研人员。他们回国后部分人服务于美国农业部、美国政府科技专利办公室等政府部门，但工作多枯燥乏味而且职位有限。[30]大多数物理、化学等自然科学研究方向的教授任职于美国高等院校，但他们一般从事的都是较基础课程的课堂教学工作，而不是研究工作。繁重的基础课程课堂教学任务，使他们难以抽出足够的时间专心从事科学研究活动。而且，当时美国的高等院校因多专注于工程技术教育，很少给予这些科学家足够的研究经费、研究设施设备等基本的支持。到19世纪80年代和90年代，美国大学对科学研究的重视开始提高，学校里开始设立研究生教育课程。例如，以德国大学的研究生教育为模式，约翰·霍普金斯大学于1876年开设高水平的自然科学研究生教育项目，它的成功激起美国大学自然科学领域研究生教育的兴起，哈佛大学、耶鲁大学、普林斯顿大学、康奈尔大学等高等院校纷纷建立研究生教育项目，另外，诸如芝加哥大学等专门从事研究生教育和研究型教育类型的大学开始成立。
19世纪后半叶，纯科学理论的研究氛围在美国开始兴起。由热爱科学的业余爱好者在1847年成立的美国科学促进会（AAAS），于1874年修改了协会规则与章程，新的协会规则规定，只有科学界的精英学者才有资格担任协会的重要职务。1881年，协会按照学科专业分类，将美国科学促进会划分为9个分部门，进一步增强了协会的专业科学性质。1876年，美国化学学会（ACS）成立，并发行出版著名的美国化学学会期刊，到1891年，该学会已经发展成为具有全国影响力的权威性化学学术组织。
大学自然科学专业研究生教育项目的兴起、工程专业教学越来越具有科学研究倾向、全国性专业科学学会的建立、科学杂志与各类学术出版物的发行等一系列促进科学进步和科学知识普及的革命性活动，为美国工业经济的发展储备了充足的、具有高等科学教育背景和丰富研究经验的科技人才。更重要的是，这些具有浓厚科研倾向的科学家和科技人才，大多把为国家工业和经济发展服务视为科学研究的重要职责。