數理基礎科學班，是清華大學為加強基礎科學教學與研究，於1998年開始試辦的一個跨系跨學科的教學試驗計劃。通過強化數學和物理學的教學，基礎科學班的本科生應掌握紮實的數學與物理學基礎理論，並具有較強的物理實驗技能和接受一定的科學研究的實際訓練。同時安排一定教學環節加強學生與國際同行進行交往能力的訓練，以及人文科學精神的熏陶。基礎科學班的學生從三年級開始逐步向物理學、數學及校內其它對數理基礎要求較高的學科分流發展，學生根據自己的志趣與能力，選定自己的發展方向。
基礎科學班的目標是培養能從事數學、物理等基礎科學教學和科研的有發展潛力的優秀人才，同時也為對數理基礎要求高的其它學科培養有良好的數理基礎的新型人才。