蔡元培被奉为学界领袖，除了他在教育事业方面所做的杰出贡献之外，还在于他同时也是中国现代科学事业的奠基人之一。

蔡元培本人虽然不是一名科学家，但他在年轻的时候就对科学有着浓厚兴趣，阅读了大量自然科学方面的书籍。后来，蔡元培在致力教育事业活动中也特别重视大学教育，强调作为科学重要内容的学术研究是一个国家和民族跻身世界先进民族和世界强国之林的一个重要前提条件，指出“今中国积弱十倍于日、美，而科学之不发达，较昔日之日、美尤甚。非我国子弟之资质，出于日、美之下也，实以学术幼稚，欲求高深，苦无道耳”①。他认为“在中国的教育发展中，可能还存在着其他的倾向，但是，最重要、最切望的乃是需要建立一所新的科学研究中心，这是需要特别加以强调的”②。

1927年南京国民政府成立之后，蔡元培便以党国元老身份，极力倡导成立国家最高科研机关——中央研究院，以推动中国现代科学事业的发展，指出：“我族哲学思想，良不后人，而对于科学，则不能不自认落伍者。……近年虽专研科学者与日俱增，而科学的方法，非仅仅应用于研究之学科而已，乃至一切事物，苟非凭借科学，明辨慎思，实地研究，详考博证，即有所得，亦为偶中；其失者无论矣。”③“欧化优点即在事事以科学为基础；生活的改良，社会的改良，甚而至于艺术的创作，无不随科学的进步而进步。故吾国不言新文化就罢了，果要发展新文化，尤不可不于科学的发展，特别注意。”④他强调：“一个民族或国家要在世界上立得住脚，——而且要光荣的立住，——是要以学术为基础的。尤其是，在这竞争剧烈的二十世纪，更要倚靠学术。所以学术昌明的国家，没有不强盛的；反之，学术幼稚和知识蒙昧的民族，没有不贫弱的。……我们以后要想雪去被人轻视的耻辱，恢复我们固有的光荣，只有从学术方面努力，提高我们的科学知识，更进一步对世界为一种新的贡献。”①1928年4月23日，蔡元培欣然出任中央研究院院长，并先后辞去在政府中担任的许多要职，举家离开南京，定居上海，专心领导科学事业。同年6月9日，蔡元培召集研究院各单位负责人在上海东亚酒楼举行第一次院务会议，宣告中央研究院正式成立，由此奠定了他在中国现代科学事业上的地位。

在出任中央研究院院长的13年里，蔡元培坚持他一贯秉持的学术自由、兼容并包原则，奉行人才主义，不拘一格，延聘大批科学人才，并挑选纯正有为的学者为各所的所长。在蔡元培的精心组织和领导下，中央研究院的各项研究事业获得蓬勃发展。至1929年，中央研究院即设有物理、化学、工程、地质、天文、气象、历史语言、心理、社会科学及自然历史博物馆等10个研究所，成为中国科学研究的枢纽。对于中央研究院所取得的成绩，蔡元培由衷地感到欣慰。1935年11月4日，他在国民党中央党部总理纪念周上做题为《中央研究院与中国科学研究之概况》的报告，在详细介绍中央研究院在推动科学研究事业上所取得的成绩后即动情地说道：“科学救国的运动，已逐渐由理想而趋于实践，不能不说是一种好现象。”②1936年3月他在英文刊物《中国季刊》发表《中国的中央研究院与科学研究事业》一文，再次高度评价中央研究院在推动中国科学事业上所起的积极作用，最后充满自信地宣告：“中国的科学研究事业已建立在一个坚实的基础上，它朝气蓬勃，中国科学家前途光明，前程远大。”③

1937年抗日战争全面爆发后，蔡元培举家前往香港避难。在居港的最后两年里，蔡元培以年过70的高龄，继续主持中央研究院工作，心系中国科学事业。上海陷落后，中央研究院随南京国民政府撤迁西南，总办处迁往重庆，史语所等迁往昆明，研究人员一时星散各地。

为尽快恢复中央研究院的正常工作，1938年2月28日蔡元培在香港主持召开中央研究院院务会议，对各所今后的工作做出具体布置，议定地质、社会、生物、心理等所设在桂林阳朔，天文、历史所迁至昆明，气象所留在重庆，理、化、工三所均尽快迁入内地。1939年3月，中央研究院在昆明召开第四次全体会议，蔡元培原定力争赴会，后因医生的劝阻，最终未能赴会主持。但他还是为此次会议撰写了开会词，寄交大会，号召各研究所克服战争造成的各种困难，积极开展各项研究工作，变不利条件为有利条件，开创未来，指出：“人类历史，本充满着打破困难的事实，于困难之中觅得出路，正是科学家之任务；又况易地以后，新原料之获得，各方面人才之集中，当地原有机关之协作与互助，亦自有特殊便利之点，吾人断不因迁移之故而自馁。”①蔡元培甚至在病逝前夕还在关心研究院的工作。鉴于自己年老体弱，不能返回内地主持工作，1940年1月他就中央研究院评议会改选事宜致函、托付翁文灏。②

对于蔡元培居港期间对中央研究院事业的关怀，总干事任鸿隽在蔡元培病逝的第二天向记者说道：“先生虽未能到内地，然对院务仍极关切，每有重要事件，皆遥为指示。从前中央研究院在京沪各所贡献宏多，成绩昭著。抗战军兴后，各所在流离迁徙中，仍能不懈益励，于短时期中，恢复工作，要皆蔡先生主持领导及精神感召之力也。”③蔡元培对中国现代科学事业的发展真可谓做到鞠躬尽瘁、死而后已，他在中央研究院院长任上所开创的事业，迄今仍为大陆和台湾的后辈所继承。