La ricerca belga si è concentrata su settori come la medicina, la biochimica, la statistica e l'astronomia. Il Paese è altresì attivo nella ricerca spaziale, nella ricerca sul mare del Nord e nella ricerca sul clima in Antartide. È anche coinvolto in ambiziosi progetti di sviluppo sostenibile. Recentemente l'industria è stata fortemente coinvolta nella ricerca, soprattutto nei settori dello spazio, biochimica, medicina, farmaceutica e informatica.

Il Belgio è fra i Paesi che investono di più in R&D:  negli ultimi 10 anni la spesa per la ricerca e lo sviluppo è salita dall'1,81% del PIL al 2,49%,  con circa 5 miliardi di Euro di ulteriore sostegno all'innovazione.

A livello regionale, il Research Foundation - Flanders (FWO) si occupa della ricerca nelle scienze, nell’ingegneria e nelle materie umane e offre borse di dottorato e post-doc, nonché sovvenzioni, progetti e infrastrutture. Il Fund for Scientific Research - Wallonia (Fonds de la Recherche Scientifique FRS-FNRS) è l’ente che contribuisce allo sviluppo della ricerca di base nella Federazione Vallonia-Bruxelles attraverso la sua politica di promozione dell'eccellenza scientifica e sostegno ai ricercatori. Nella Regione di Bruxelles-Capitale, il soggetto analogo è INNOVIRIS.

Le Fiandre hanno una comprovata esperienza nel campo dell'innovazione nelle biotecnologie, nella genetica e nella botanica. I principali motori della ricerca sono l'Istituto delle Fiandre per la biotecnologia (VIB), l'istituto di ricerca FlandersBio e l’innovation hub per le nanotecnologie ed il digitale IMEC.

Nella Regione Vallone, il ‘’Piano Marshall 4.0’’ (introdotto nel 2015) ha lo scopo di sviluppare ‘’cluster’’ competitivi, basati sulla logica della specializzazione intelligente. Sono già presenti in Vallonia come poli d’eccellenza una serie di parchi scientifici che raggruppano Università, centri di ricerca specializzati e PMI dedicati a specifici settori, come ad esempio Skywin (aerospazio) e Crealys (scienze della vita).