미래도전국방기술개발사업은 「국방과학기술혁신 촉진법」 제2조(정의) 4항에 따라 탄생한 사업이다. 이는 4차 산업혁명 기술이 가져올 미래 전장의 변화에 대응하기 위해 신기술을 신속하게 반영해 신개념 무기체계 소요를 창출할 수 있도록 ‘무기체계 소요가 결정되지 않았거나, 예정되지 않은 혁신적이고 도전적인 국방과학기술 연구개발’을 위해 생겨났다.

국방과학연구소는 미래도전국방기술개발사업에 발맞춰 무기체계 개발 중심에서 미래전장의 혁신을 이끌 수 있는 첨단기술 공급자로 전환을 모색하고 있다. 2018년 8월 미래도전기술개발 시범사업을 추진한 이래 미래도전국방기술개발사업을 꾸준히 진행 중이며 2021년 2월에는 「미래도전국방기술 업무처리 규정」을 제정했다. 2021년 6월에는 국방 R&D 혁신을 위한 연구소 조직개편과 함께 첨단국방과학기술 분야별 센터를 신설(국방우주, 국방인공지능, 사이버·네트워크, 레이다·전자전, Chem-Bio(화학-생물), 국방소재·에너지 센터)해 개편/신설된 연구소 조직과 연계해 미래전 양상 변화에 발맞춰 미래전장의 혁신을 이끌 수 있도록 신기술·신개념의 미래무기 소요창출을 위해 노력 중이다. 이를 위해 미래 군사력 혁신에 변화를 가져올 수 있는 8대 게임체인저(우주, 미래통신/사이버, 인공지능, 양자물리, 합성바이오, 에너지 무인자율, 극초음속) 분야를 설정해 연구역량 및 투자를 집중하고 있다.

특히, 2022년에는 미래도전국방기술개발사업에 가교적 연구를 신설해 프로토타이핑(Prototyping)을 통해 미래 무기체계 개발전환을 촉진하고자 한다. 또한 미래도전국방기술개발사업에 정부출연연구기관 참여를 강화하고자 2021년 6월, 7월에 2회에 걸쳐 ‘정부출연연구기관 협력방안 토의’를 개최(과학기술정보통신부, 방위사업청, 국방과학연구소, 정부출연연구기관 등 총 20여 기관 참석)했다. 2021년 8월 24일에는 정부출연연구기관과의 지속적 협력체계 구축을 위해 NST(국가과학기술연구회)-국방과학연구소-국방기술진흥연구소 협력 MOU를 체결한 바 있다.