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美国科技政策一向重视国防研究与基础研究，前者主要是为了维持军事上的优势，而后者则基于基础研究乃是国家长期发展之本的考虑。
人类工业史上许多最重要的发明，包括轧棉机、通用零件、生产线等都是源自美国，其中工业的生产线尤其重要，它使得工业的大量生产从梦想变为真实。
其他重要的发明包括飞机、电灯泡与电话。
美国在20世纪策划了曼哈顿计划、阿波罗登月计划和人类基因组计划。
在第二次世界大战时期，美国最早研制出核武器，将人类科技带入原子时代的新纪元。
冷战开始后，美国在太空科学和技术领域取得成功，在太空竞赛中领跑，从而导致了火箭技术、武器研究、材料科学和计算机等领域的重大进步，美国在计算机与网络发展史上贡献极大，包括二战中发明的计算机、初期的军事化应用，以及个人电脑发展与革新，美国国防部创办的ARPA网是网络技术的先驱。
在科学研究方面，美国学者赢得了大量的诺贝尔奖，尤其是在生物和医学领域。
美国国家健康研究中心是美国生物医学的聚焦点，并已完成人类基因组计划，使人类对肿瘤、阿兹海默症等疾病的治愈研究进入重要阶段。
航空和航天研究的政府机构是美国国家航空航天局。
波音公司和洛克希德·马丁公司一类的私营企业也扮演了重要角色。
美国国家科学院、美国国家工程院、美国国家医学院和美国国家自然基金会，是美国科学界最高水平的四大学术机构。
除自然基金会外，其他三院分别授予院士头衔。
教育
初等和中等教育
在美国，教育管理是州或地方政府的责任，而非联邦政府。
但是，联邦政府教育部可以通过控制教育基金来施加一定程度的影响。
美国教育部公布数据显示，2008年美国各级教育总支出约计10，930亿美元，占当年GDP的7.6%。
其中，60.5%用于中、小学基础教育，39.5%用于高等教育及相关科研项目。
学生有法定义务在公立学校接受从幼儿园到12年级的教育：即小学五年、初中三年，高中四年，分公立、私立两种，大部分是公立学校，实行免费义务教育制。
中小学校一般免费或半费供应午餐，学生由校车定点接送。
在美国，16-18岁之前必须在学校就读。
许多州要求必须就读到18岁。
有些州只规定必须就读到14岁。
学生可以进入公立学校、私立学校或家庭学校就读。
在多数公立和私立学校，教育分为3级水平：小学、初中和高中。
高等教育
在美国，学生18岁高中毕业后不需要通过大学入学考试就能升入高等院校学习，成绩优秀的学生可以优先进入好的大学学习。
美国的大学很多，从移民美国的清教徒创建全美的第一所大学——哈佛大学后，美国的高等教育继承了欧洲古老大学如英国的剑桥大学和牛津大学的传统。
截至2014年已有2，615所颁发学士、硕士和博士学位的四年制大学。
而两年制的社区学院则多达3400所。
美国的平均教育水准极高，联合国的经济指数调查中将美国的教育水准列为世界第一，美国的许多高等院校有非常大竞争力。
在世界排名前500名大学中，美国占168所，前20名中，美国占17所。
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