数理基础科学班是清华大学为加强基础科学教学与研究，于1998年开始试办的一个跨系跨学科的教学试验计划。通过强化数学和物理学的教学，基础科学班的本科生应掌握扎实的数学与物理学基础理论，并具有较强的物理实验技能和接受一定的科学研究的实际训练。同时安排一定教学环节加强学生与国际同行进行交往能力的训练，以及人文科学精神的熏陶。基础科学班的学生从三年级开始逐步向物理学、数学及校内其它对数理基础要求较高的学科分流发展，学生根据自己的志趣与能力，选定自己的发展方向。
基础科学班的目标是培养能从事数学、物理等基础科学教学和科研的有发展潜力的优秀人才，同时也为对数理基础要求高的其它学科培养有良好的数理基础的新型人才。