Научното сътрудничество в НАТО започва още през 1951 г. по идея на д-р Теодор фон Карман. Той e американски учен, роден в Унгария, с изключителен принос в самолетостроенето. Основател и първи президент на Международната академия по астронавтика през 1960 г. Още през 1948 г. на негово име е учредена международна награда.
През април 1949 г. Карман прочита във вестниците за създаването на НАТО и решава, че организацията може да бъде използвана за проверка на възможностите за научно сътрудничество между държави в сферата на сигурността. Той смята, че НАТО е подходяща, защото е „малка група от страни (12), обединени от идеята за колективна отбрана, с не много сложна обща административна структура на управление“.
През 1951 г. Карман организира среща на НАТО в Пентагона и препоръчва да бъде създаден Научен консултативен съвет на НАТО и Консултативна група на практическо ниво. Така се ражда AGARD ( Консултативна група за аеронавигационни изследвания и развитие), която е първата научно-техническа организация в Алианса, предшественик на Комитета за наука на НАТО. Изстрелването на първия изкуствен спътник на земята от Съветския съюз през 1957 г. предизвиква в САЩ „Кризата „Спутник“, тъй като означава, че Съветите са изпреварили Съединените щати в космическите изследвания. Това подновява и интереса на НАТО към препоръката на Фон Карман да бъде създаден Научен консултативен съвет на НАТО. Така през 1958 г. е създаден Научният комитет на НАТО и негов първи председател е известният американски физик Норман Рамзи-младши, който става носител на Нобелова награда за 1989 г.
С годините Комитетът разширява обхвата си, появяват се нови наименования. Днес научната дейност на Алианса се осъществява в рамките на програмата „Наука за мир и сигурност“.
До началото на научно-техническото сътрудничество между съюзниците и партньорите НАТО се разглежда като военна и политическа организация. Науката се превръща в нов стълб или в „трето измерение“ на Алианса, отваряйки нови пътища за сътрудничество. От това начало, поставено през 50-те години на миналия век, в следващите десетилетия приносът на НАТО в науката нараства непрекъснато. Организацията предоставя стипендии, грантови схеми и спонсориране на огромен брой научни начинания. Програмата „Наука за мир и сигурност“ продължава и сега да спонсорира стотици изследователски проекти в съюзнически и партньорски държави.
Професор Норман Рамзи, който преподава повече от четири десетилетия в Харвардския университет, е първият научен съветник на НАТО и ръководител на първото заседание на Комитета за наука на Алианса от 26 до 28 март 1958 г. Рамзи работи и по проекта „Манхатън“. Неговото изобретение, което му донася Нобеловата премия, има изключително приложение в изграждането на атомните часовници, които се използват и в космическите изследвания.
В програмата „Наука за мир и сигурност“ на НАТО през годините работят над 20 учени, носители на Нобелова награда за открития във физиката и химията. Един от най-скорошните нобелисти и стипендиант на НАТО е професор Азис Санкар от Турция. Той получава Нобелова награда за химия през 2015 г. за откритие в областта на механизмите за възстановяване на ДНК.
Нобелови лауреати участват в семинари, финансирани от НАТО. Осем носители на Нобелова награда се включват в семинар на НАТО през 1994 г., посветен на откритията във физиката на частиците. По-късно, през 2015 г., нобелистът по химия от 1985 г. Клаус фон Клицинг участва в Одеса в конференция на тема „Приложенията на нанотехнологиите в сигурността“.
За НАТО работят и физиците нобелисти Пиер-Жил дьо Женес, Клод-Коен Тануджи и Уилям Филипс, химиците нобелисти – Пол Кратцен, Харолд Крото, Робърт Кърл и Ричард Смайли. Между 1963 и 1990 г. НАТО дава много стипендии на изтъкнати учени, като на химиците нобелисти Ахмед Зевейл и Азис Санкар. Трима носители на Нобелова награда – Лео Есаки, Клаус фон Клицинг и Хенрих Рорер, са членове на Научния комитет на НАТО. Занимават се с науката за наночастиците.
През 1973 г. японският физик Лео Есаки получава Нобеловата награда за физика заедно с Ивар Джайвър и Брайън Джоусефсън за откриването на т. нар. „тунелен ефект“ при полупроводниците. Така е създаден прочутият в електрониката „тунелен диод“, наречен „Диод на Есаки“. Лео прави това откритие, работейки за корпорацията „Сони“.
Джером Фридман е американски физик, професор в Масачузетския технологически институт. Години наред работи с Енрико Ферми и в лабораторията на Станфордския университет в Калифорния. През 1968–1969 г. заедно с Хенри Кендъл и Ричард Тейлър открива, че протоните имат вътрешна структура от неделими частици. Така той става откривател на прочутите „кварки“. За това откритие тримата получават Нобелова премия през 1990 г.
Клод-Коен Тануджи е френски физик, който получава Нобеловата награда през 1997 г. заедно със Стивън Чу и Уилям Даниелс „за разработването на методи за охлаждане и улавяне на атоми с лазерна светлина“ според аргументацията на Нобеловата комисия. Тануджи е професор в прочутия Колеж дьо Франс, където през 80-те години започва да изучава „лазерното охлаждане и улавяне“, което го довежда до наградата.