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在科研项目的具体管理方面，发达国家大都由专业管理机构负责，这些专业管理机构具有科研管理经验和能力，
主要负责科研项目的申请受理、评审、立项、实施过程管理、结题验收以及组织对计划的评估等。从性质和功能看，发达国家财政支持科研项目的专业管理机构大致可以分为四种类型：独立的国家专业管理机构，挂靠部门但独立运行的专业管理机构，兼具研究与对外资助功能的专业管理机构，接受委托的社会化非营利管理机构。
国家专业管理机构是由政府直接授权和监管的独立法人机构，主要支持自由探索的基础科学研究。这些机构深度参与科技计划的制订，有些还负责细化科技计划内容，
在国家财政资助管理体系中起着举足轻重的作用。美国国家科学基金会、德国科学基金会、法国国家科研署和韩国国家研究基金会等属于这一类型。
挂靠部门但独立运行的专业管理机构属于政府部门的二级机构，但负责人多由总统或总理任命，有法律授权，相对独立地管理特定的科技计划，并接受政府、议会或者第三方机构监督评估。如美国国防部
高级研究计划局办公室、美国能源部先进能源研究计划署等。
兼具研究与资助功能的专业管理机构除承担国家科技计划的项目资助与管理外，自身还拥有机构或管理部门，可以进行某些领域的科研工作。这类机构的国家计划管理和自身机构管理相分离，明确区分对外资助和对内资助，对外资助按照政府或者议会规定的机制运行。如美国国立卫生研究院、美国国家标准与技术研究院等。
有些国家将一些科技计划委托社会化的非营利机构具体管理，如德国联邦教研部等部门的计划或者跨部门的计划大都委托建立在研究机构、大学或私营企业中的项目管理机构进行管理。这些机构符合特定资质要求，通过竞标获得计划管理资格，遵循规范的项目管理流程，接受政府、科技界和第三方的监督评估。
如澳大利亚大陆结构与演化计划由政府授权成立的非营利机构进行管理。
各国专业管理机构体系不尽相同，美国国家科技计划主要委托各类国家资助机构和挂靠部门且独立运行的计划办公室或计划署进行管理。日本、英国、法国的国家科技计划管理则主要依靠其已有的资助机构，如日本的学术振兴会、科学技术振兴机构和新能源产业技术综合开发机构；英国的各研究理事会、高等教育拨款委员会和研究理事会；法国的国家科研署、创新署；德国的国家竞争性科技计划管理机构包括德国研究基金会和专业化项目管理机构，专业化项目管理机构具有受委托管理计划项目、独立运行、接受监督等特点。