Đối tượng tham gia Giải thưởng là các nhà khoa học người Việt Nam và nước ngoài đã chủ trì các công trình nghiên cứu xuất sắc thuộc 9 lĩnh vực khoa học tự nhiên (gồm: Toán học; Cơ học; Khoa học thông tin và khoa học máy tính; Vật lý; Hóa học; Các Khoa học về sự sống; Các Khoa học về trái đất; Khoa học biển; Khoa học môi trường và năng lượng).
Các công trình phải được công bố trên các tạp chí khoa học quốc tế có uy tín hoặc được cấp văn bằng sở hữu trí tuệ trong và ngoài nước. Đồng thời, đã được tổ chức triển khai ứng dụng ở Việt Nam, được ghi nhận có đóng góp hoặc có triển vọng đóng góp, đem lại hiệu quả lớn về kinh tế - xã hội và an ninh quốc phòng cho đất nước.
PGS,TS Phan Tiến Dũng, Trưởng Ban Ứng dụng và Triển khai công nghệ (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam), thành viên Ban Tổ chức Giải thưởng cho biết, hồ sơ đề nghị xét tặng có thể do tổ chức hoặc nhà khoa học có uy tín giới thiệu ứng viên hoặc do ứng viên tự đề cử. Hội đồng xét Giải thưởng sẽ tiến hành xét chọn từ tháng 1 đến tháng 4/2022. Tối đa có ba công trình xuất sắc nhất sẽ được chọn và trao giải thưởng vào tháng 5/2022.
Giải thưởng Trần Đại Nghĩa được tổ chức ba năm một lần, bắt đầu từ năm 2016, nhằm vinh danh cá nhân nhà khoa học có công trình khoa học định hướng ứng dụng xuất sắc, qua đó thúc đẩy hoạt động ứng dụng công nghệ vào cuộc sống. Giải thưởng Trần Đại Nghĩa lần thứ ba được phát động đúng vào dịp kỷ niệm 108 năm ngày sinh Giáo sư, Viện sĩ, Thiếu tướng Trần Đại Nghĩa (13/9/1913-13/9/2021) - nhà khoa học đã đặt nền móng ứng dụng khoa học công nghệ tiên tiến vào thực tiễn ở Việt Nam.
Qua hai lần tổ chức (năm 2016 và năm 2019), Giải thưởng đã xét tặng được 6 giải thưởng, tôn vinh 14 nhà khoa học có các thành tựu xuất sắc nhất về khoa học tự nhiên và công nghệ. Các công trình được trao giải là kết quả của quá trình nghiên cứu lâu dài của các nhà khoa học và hội tụ đủ tính khoa học, tính ứng dụng rộng rãi. Hiện, các sản phẩm của các công trình được nhận Giải thưởng đã và đang tiếp tục đóng góp vào phát triển nền kinh tế-xã hội của đất nước.
