พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวมีแนวพระราชดำริในเชิงวิทยาศาสตร์ (scientific mind) ตั้งแต่เมื่อทรงพระเยาว์ เนื่องจากทรงได้รับการถวายอภิบาลอย่างดียิ่งจากสมเด็จพระบรมราชชนนี ทั้งการจัดสภาพแวดล้อมที่เน้นให้ทรงเรียนรู้จากสิ่งแวดล้อมรอบพระองค์ เหล่านี้ล้วนส่งเสริมให้พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงเป็นนักคิดนักสังเกต และนักปฏิบัติ อันเป็นพระคุณลักษณะของนักวิทยาศาสตร์ ทำให้ทรงมีความเข้าพระราชหฤทัยในหลักการของศาสตร์แขนงต่างๆ อย่างลึกซึ้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ดังที่สมเด็จพระเจ้าพี่นางเธอ เจ้าฟ้ากัลยาณิวัฒนากรมหลวงนราธิวาสราชนครินทร์ทรงพระนิพนธ์ไว้ในหนังสือ "เจ้านายเล็กๆ - ยุวกษัตริย์" เกี่ยวกับพระปรีชาสามารถในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวตั้งแต่ยังทรงพระเยาว์ว่า ทรงเล่นสร้างเขื่อนเก็บกักน้ำและปลูกป่า ทรงแก้ไขจักรเย็บผ้าที่ชำรุดของพระพี่เลี้ยง ทรงสามารถประกอบเครื่องรับวิทยุชนิดที่ใช้แร่ได้ ทรงทดลองระบบวงจรไฟฟ้าใช้ในการเล่นรถไฟฟ้า ทรงต่อสายส่งสัญญาณเสียงเพื่อส่งรายการวิทยุถวายพระเชษฐา รวมทั้งโปรดที่จะเล่นจำลองเรือรบและเรือบิน

เมื่อทรงเจริญพระชนมพรรษา พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงศึกษาต่อระดับอุดมศึกษา ณ มหาวิทยาลัยโลซาน ในแผนกวิทยาศาสตร์ สาขาสหวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ ซึ่งเป็นสาขาวิชาที่โปรดและ สนพระราชหฤทัยเป็นอันมาก แม้จะทรงเปลี่ยนมาศึกษาด้านรัฐศาสตร์และนิติศาสตร์เมื่อเสด็จขึ้นครองราชย์ แต่ก็เป็นที่ประจักษ์ชัดในกาลต่อมาว่าพระองค์ทรงใช้ความรู้และประสบการณ์ด้านสหวิทยาศาสตร์ในการพัฒนาบ้านเมืองอยู่ตลอดเวลา