KIST 설계당시 운영원칙으로 지식축적, 기초와 응용연구 사이의 균형 추진, 산업계와의 연계관계 만들기 등이 있었으며 이를 위해 계약연구제가 도입되었다. 연구제는 연구실의 자율적 운영과 연구원가제도가 적용되는 시스템으로 진화하였다.  
설립 당시 KIST에 대한 설계는 미국의 바텔 연구소에 의해 이루어졌으며 그에 따라 운영철학과 방식도 바텔의 것과 유사하게 적용되었다. 당시 적용된 주요 운영원칙으로는 국가발전을 위한 지식축적 목적, 기초와 응용연구간의 균형 추진, 산업계와의 밀접한 연계관계 구축, 국내외 연구기관과의 협력, 자율적인 연구활동의 보상, 책임회계시스템의 구축 등이 중요하게 제시되었다(한국과학기술연구원, 2006). 특히 민간의 부족한 기술역량과 낮은 산업수준 발전에 기여 하기 위해 산업계와의 밀접한 연계관계 구축이 중요하게 고려되었다. 그리고 이를 뒷받침하기 위한 제도로서 계약연구제도가 도입되었다. 이 제도는 연구실 단위 독립채산제와 연계되어 연구실 단위의 자율적인 운영과 엄격한 연구원가제도가 적용되는 운영시스템으로 발전되었다. 또한 우수한 연구인력 확보를 위해 연구의 자율성 확립, 연구의 안정성, 연구환경 조성 등이 고려되었다. 이를 통해 해외의 우수한 한국인 과학기술자들을 유치할 수 있었다.