抗日戰爭時期中國共產黨在延安創建的一所進行科學教育和科學研究的高等學校，校址在延安南門外杜甫川。
抗日戰爭時期，中共中央在新的歷史條件下，為瞭培養科學技術幹部、發展科學技術事業，於1939年5月決定建立延安自然科學研究院。1940年1月，為瞭適應抗戰建國的需要，特別是為瞭發展陝甘寧邊區經濟建設的需要，並為未來的新中國培養一批科學技術幹部，中共中央決定將延安自然科學研究院改為延安自然科學院，由中央文委領導；第一任院長是李富富春，第二任院長是徐特立。
延安自然科學院設有大學部和中學部。大學部設有物理、化學、地礦和生物四個系。中學部分為預科和初中兩個部分。1940年春至1945年冬，全校師生員工共約300人。1943年秋後，延安自然科學院與魯迅藝術學院等校合並，成立延安大學。抗日戰爭勝利後，自然科學院遷至張傢口、建屏、井陘，改名為晉察冀邊區工業學校。1952年改建為北京工業學院。
延安自然科學院在當時既是進行自然科學教學的最高學府，又是進行自然科學學術活動的中心，許多學科的學會都設在這裡；院內建立瞭一幢科學館，許多學術報告會、討論會、專題講座都在這裡進行。徐特立積極提倡學術思想自由，大力開展學術問題討論。他認為，這是推動自然科學、社會科學以及高等學校、科研機關工作迅速發展的重要措施之一。
為建設和發展中國的科學技術事業，徐特立於1941年10月提出瞭科學教育機關、科學研究機關和經濟建設機關三位一體是科學正常發育的園地的思想。他認為延安自然科學院應與軍工局、建設廳等機關所屬的工廠、農場密切聯系起來，把理論與實際真正聯系起來，並由這些單位共同組成一個“學校管理委員會”，使工廠、農場的負責人都作為主人翁參加進來，彼此商談，學校也可以按照工廠和農場等單位的需要來培養人才。
延安自然科學院按照中共中央提出的辦學目標，在徐特立的領導下，培養瞭中國第一代無產階級的科學、技術幹部。全院師生經常和有關經濟建設機關聯系，采取各種不同的形式，參加邊區的經濟建設工作，為增強抗戰建國物質力量起瞭很大的作用。例如生物系師生進行的南泥灣考察，為三五九旅在南泥灣墾荒種地，提出瞭科學依據。中華人民共和國成立後，延安自然科學院的師生和幹部，在中國科技戰線、文教戰線和其他部門中，為發展社會主義建設事業作出瞭貢獻。