โครงการถูกริเริ่มขึ้นด้วยความท้าทายในหลายมิติ ได้แก่ ผลการประเมินระดับนานาชาติ PISA ที่ตกต่ำ แนวโน้มที่เยาวชนเลือกเรียนสายวิทยาศาสตร์น้อยลง และเยาวชนที่จบจากระบบการศึกษายังไม่สามารถตอบโจทย์ตลาดแรงงานยุคปัจจุบัน ที่ต้องการบุคคลากรคุณภาพ ที่มีทักษะที่จำเป็นในโลกศตวรรษที่ 21 ความท้าทายเหล่านี้ส่งผลกระทบต่อความสามารถในการแข่งขันเศรษฐกิจของประเทศไทยในเวทีโลก ผลวิจัยชี้ให้เห็นว่า หากเราปลูกฝังให้เด็ก ๆ สนใจวิทยาศาสตร์ตั้งแต่ปฐมวัย โดยเฉพาะวัย 3-6 ปี จะปูพื้นฐานให้ต่อยอดความสนใจด้านสะเต็มศึกษาและพัฒนาทักษะในการเรียนรู้ได้ดีเยี่ยม

ด้วยเหตุนี้ มูลนิธิสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดา จึงจับมือกับอีก 7 ภาคี คือ บริษัทนานมีบุ๊คส์ จำกัด สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) สำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน (สพฐ.) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) องค์การพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์แห่งชาติ (อพวช.) กลุ่มบริษัท บี.กริม และมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ (มศว) เพื่อดำเนินโครงการบ้านนักวิทยาศาสตร์น้อย ประเทศไทย ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2553 โดยจะครบรอบ 15 ปีในปี พ.ศ. 2568

กิจกรรมหลักของโครงการ ได้แก่ การอบรมพัฒนาครูและบุคคลากรทางการศึกษา การออกแบบสื่อการเรียนการสอน การประเมินคุณภาพโรงเรียน การสร้างความตระหนักด้านสะเต็มให้สังคม ผ่านการทำรายการโทรทัศน์ การจัดพิมพ์หนังสือ และจัดงานเทศกาล เป็นต้น