《北京大学学报（自然科学版）》创刊于1955年12月，是由中华人民共和国教育部主管，北京大学主办的综合类学术性期刊。

1954年11月3日，经北京大学校务委员会讨论通过《关于出版〈北京大学学报（自然科学版）〉的决定》。

1955年12月，《北京大学学报（自然科学版）》正式创刊。

1966年，因“文化大革命”，《北京大学学报（自然科学版）》在下半年停刊。

1973年，在停刊7年之后，《北京大学学报（自然科学版）》以试刊的形式出版了1期。

1974年至1975年，《北京大学学报（自然科学版）》与《清华大学学报》合并，以《清华大学学报》的名义连续出版了7期。

1976年，《北京大学学报（自然科学版）》再度停刊。

1977年，《北京大学学报（自然科学版）》正式复刊。

1982年，《北京大学学报（自然科学版）》由季刊变更为双月刊。

1987年，《北京大学学报（自然科学版）》开始对文章进行分学科刊登，即135期主要刊登数学物理学、电子学和信息科学类文章，246期主要刊登化学生物学地质地理学环境科学类的文章。

2014年12月，该刊成为中国国家新闻出版广电总局第一批认定学术期刊。

《北京大学学报（自然科学版）》主要刊登基础科学、应用科学及交叉科学等领域的研究成果及综述性文章。

《北京大学学报（自然科学版）》主要设有研究论文、研究简报、述评、科技前沿、专论等栏目。

据2018年11月《北京大学学报（自然科学版）》官网显示，《北京大学学报（自然科学版）》编辑委员会共有编委32人。

据2018年11月17日中国知网显示，《北京大学学报（自然科学版）》出版文献共5496篇。

据2018年11月17日万方数据知识服务平台显示，《北京大学学报（自然科学版）》载文量为2299篇。

据2018年11月17日中国知网显示，《北京大学学报（自然科学版）》总被下载1256404次、总被引53423次；（2018版）复合影响因子为1.613、（2018版）综合影响因子为0.993。

据2018年11月17日万方数据知识服务平台显示，《北京大学学报（自然科学版）》被引量为27917、下载量为86339；据2015年中国期刊引证报告（扩刊版）数据显示，《北京大学学报（自然科学版）》影响因子为0.785，在全部统计源期刊（6735种）中排第1591名，大学学报（自然科学）（269种）中排第20名。

《北京大学学报（自然科学版）》以传播北京大学科学研究成果，交流学术思想，开展学术上的自由论辩以推动科学研究工作为宗旨。