Cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật thế kỷ XX bắt nguồn từ những nhu cầu càng lúc càng tăng cao của con người trong suốt tiến trình lịch sử trong khi sức lực và khả năng (sinh học) của con người có hạn không thể đáp ứng tất cả các nhu cầu ngày càng tăng, đồng thời tài nguyên thiên nhiên, vật liệu tự nhiên về số lượng và tính chất cũng có giới hạn, không thể đáp ứng những yêu cầu mới nảy sinh trong cuộc sống. Hơn thế nữa, trong cuộc sống hiện đại, các vấn đề về cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, bùng nổ dân số, chiến tranh càng ngày càng cấp bách đòi hỏi những bước phát triển kịp thời của kỹ thuật, công nghệ để khắc phục những khó khăn và đáp ứng các đòi hỏi ngày càng đắt đỏ của nhân loại. Đồng thời, do sống gắn bó chặt chẽ với các hiện tượng tự nhiên (gió, bão, mưa, sấm chớp, lũ lụt, động đất,...) và chịu nhiều ảnh hưởng tích cực lẫn tiêu cực từ chúng, con người buộc phải đẩy mạnh việc nghiên cứu khoa học để hiểu rõ về tự nhiên nhằm khắc phục các tác hại và tận dụng các thuận lợi của tự nhiên cho mình.[sửa | sửa mã nguồn]

Ngoài ra, cuộc cách mạng khoa học - kỹ thuật từ giữa thế kỷ XX cũng đã có nền tảng vững chắc từ những phát triển mang tính bước ngoặt về khoa học từ cuối thế kỷ XIX và đầu thế kỷ XX, như lý thuyết nguyên tử hiện đại, cấu trúc về nguyên tử, thuyết tương đối và các thành tựu nổi bật khác trong vật lý, sinh học, hóa học,... Rất nhiều các phát minh lớn của thế kỷ XX như bán dẫn, tia laser, năng lượng hạt nhân, máy tính điện tử,... đều có liên quan đến những thành tựu khoa học này.

Cũng cần phải kể đến hai sự kiện mang tính bước ngoặt có tác dụng thúc đẩy việc đi sâu vào nghiên cứu khoa học. Thứ nhất, đó là cuộc Chiến tranh thế giới lần thứ hai (1939-45), nó đặt ra yêu cầu phát triển các phương tiện chiến tranh tối tân hơn nhằm nâng cao tính cơ động, xây dựng mạng lưới chỉ huy và thông tin liên lạc hiệu quả (ra đa) cùng những vũ khí có sức sát thương lớn (bom nguyên tử, tên lửa). Và thứ hai, đó là cuộc khủng hoảng dầu mỏ 1973 đã gây ra sự khủng hoảng toàn diện về cả kinh tế lẫn chính trị, đặt ra nhiều vấn đề cần phải giải quyết trong đó có việc đẩy mạnh nghiên cứu khoa học - kỹ thuật theo chiều sâu nhằm giải quyết khủng hoảng và tiếp tục phát triển.

Cuộc cách mạng khoa học - kỹ thuật hiện đại có thể được chia ra làm hai giai đoạn. Giai đoạn thứ nhất bắt đầu từ thập niên 1940 tới giữa thập niên 1970. Giai đoạn thứ hai bắt đầu từ cuộc khủng hoàng dầu mỏ năm 1973 đến nay, với đặc điểm khoa học kỹ thuật phát triển theo chiều sâu thay vì chiều rộng, trọng tâm đặt nhiều về việc phát triển về nghiên cứu các loại công nghệ và cách mạng về công nghiệp được nâng lên hàng đầu^{[Gc 2]}.^[2][11]