2001年7月9日，CCTV-10开播，呼号为“科学·教育频道”，科教频道以科教、文化、社会栏目为主体，初期设立了30多个栏目，保留《希望——英语杂誌》、《走近科学》、《科技之光》、《科学世界》、《科教片之窗》等5个栏目。其中包括《当代工人》、《探索发现》、《绿色空间》、《当代教育》、《科学调查》、《百家讲坛》、《讲述》、《人物》、《科学历程》、《子午书简》、《家庭》、《公益行动》等28个栏目。特别製作的节目《教科文90'》，时长90分钟，每周末推出。这在央视各频道中尚属首创。

2002年7月9日，中央电视台科学·教育频道开播1周年之际推出了系列节目《教科文行动——回首一年间》，以《贺岁篇》、《教育篇》、《科技篇》、《文化篇》和《社会篇》5个4小时的特别节目。10月2-3日，CCTV-10连续播出国庆特别节目《历史长河》，共24集，每集85分钟，总时长36小时，分别讲述中国古代音乐史、交通史、文字史、建筑史、科技史、战争史等不同主题；同期，还播出了《人类的朋友》，每集85分钟，总计12集，取材于《人与自然》和《动物世界》，主要介绍自然界的各种野生动物。

2003年5月18日，中央电视台科学·教育频道推出《大家》节目。

2004年2月15日，中央电视台科学·教育频道推出《第10放映室》节目。

2005年7月18日-8月28日，中央电视台科学·教育频道推出暑假特别编排，倾情奉献系列节目——2005教科文行动。12月26日，中央电视台科学·教育频道进行改版。改版以“专业频道品牌化”为战略方针，突出“两服务一有效”（服务社会、服务大众、有效传播”）的理念，彰显频道节目、栏目的整体效果，瞄準客群需求，贴近社会实际，关注“三新”（新鲜人物、新鲜事件、新鲜话题），以此充分实现服务社会、服务大众的传播价值。

2006年8月16日起，因中央电视台在晚间黄金时段全面启动“绿色广告标识”的审核工作，该频道在晚间黄金时段播广告时，萤幕右上角显示半透明状的“绿色广告标识”。

2007年6月11日，中央电视台科学·教育频道的节目进行调整，取消《道德观察》1档栏目。保留《探索发现》、《讲述》、《走近科学》、《百家讲坛》、《希望——英语杂誌》、《人物》、《子午书简》、《大家》、《家庭》、《科学世界》、《绿色空间》、《第10放映室》、《公益行动》、《科技之光》、《科教片之窗》、《科技博览》、《见证》、《半边天》、《健康之路》、《感动中国》、《状元360》、《人与社会》、《百科探秘》、《重访》24档栏目。推出《科技人生》1档新栏目。

2007年6月16日，中央电视台科学·教育频道推出《科技人生》节目。

2009年2月8日，中央电视台科学·教育频道推出《我爱发明》节目。8月24日，中央电视台经济频道《健康之路》转入该频道播出。

2010年6月5日，该频道将“科学·教育频道”的名称简化为“科教频道”，推出《动物传奇》、《探索集结号》二档节目。《百科探秘》、《科学世界》停播。12月12日，中央电视台科教频道进行改版，推出《地理中国》、《创新无限》、《自然传奇》、《原来如此》四档节目。《人与社会》、《百科探秘》、《科学世界》、《科教片之窗》、《绿色空间》停播，《状元360》转入中央电视台综合频道播出。

2011年6月13日，《子午书简》更名为《读书》9月6日，中央电视台科教频道的节目进行调整，保留《走近科学》、《讲述》、《探索·发现》、《人物》、《百家讲坛》、《大家》、《科技人生》、《我爱发明》、《第10放映室》、《科技之光》、《重访》、《健康之路》、《地理中国》、《创新无限》、《自然传奇》、《原来如此》、《读书》18档栏目。《绿色空间》、《科技人生》、《子午书简》等5档节目停播，《希望英语》更名为《希望之星》。

2012年7月9日，中央电视台科教频道推出《茶叶之路》。

2013年1月1日，《科技人生》、《创新无限》、《重访》等5档节目停播。

2014年1月1日，该频道的高清版通过中星6A上星播出，开始高标清同步播出。

2015年1月27日，该频道的《自然密码》节目，在标清版中播出时片头维持4:3比例外，节目内容开始以16:9比例播出。11月28日凌晨，中央电视台科教频道标清节目内容开始以高清16:9比例播出。（不过该频道标清版报时器仍为4:3）。

2016年1月19日，《探索·发现》节目推出电视纪录片《敦煌画派》。3月14日，2015“寻找最美医生”颁奖典礼在CCTV-10播出。

2017年9月16日，中央电视台科教频道推出专题片《寻找龙骨石》。9月23日，《点讚中国——2016~2017“五个一百”网路正能量精品展播特别节目》在CCTV-10播出。

2001年7月9日，中央电视台科教频道使用英文双线勺标式“CCTV-10”字样台标。8月2日，将勺标透明化、中间的序号也改为了高亮。

2011年1月1日，中央电视台正式更换频道标誌，其中该频道标誌的下方加上“科教”字样。

2015年8月17日凌晨，台标改为16:9形式，但该频道因为播出技术原因，除信箱模式播出的节目、广告之外，播出的节目仍为4:3（高清版的报时器和节目都是16:9）。

2015年11月28日凌晨，中央电视台科教频道开始以标清16:9制式播出。

2001年7月9日，中央电视台科学·教育频道开播后，始终把“教育品格、科学品质、文化品位”作为核心理念，拒绝低俗化娱乐节目，提升频道整体形象，充分满足观众获取知识、获取观点、获取思想的需要，形成鲜明特色。发展中，科教频道没有因为坚守“三品”定位而“曲高和寡”，反而凭藉优质的节目吸引了大批的观众，形成了《百家讲坛》、《走近科学》、《探索发现》、《讲述》、《当代工人》、《希望——英语杂誌》、《子午书简》、《科技之光》、《科学世界》、《科教片之窗》、《家庭》、《公益行动》等许多独具特色的品牌栏目，逐渐成为全国着名的科教类专业频道，收视份额不断增长。

2002年春节期间，中央电视台科学·教育频道打破常规，提出“科技过年”“文化过年”的新理念，进行长达20天的“轰炸式编排”，播出《马年说马》、《一百年的笑声》、《凝固之诗》、《我们的宇宙》、《跃马迎春》、《寻找真情》、《似水流年》、《大话西部》等一系列专题片。

2003年6月30日起，中央电视台科学·教育频道推出“教科文行动－暑期特别编排”，节目分为文学篇、美育篇、历史篇、地理篇、自然篇、科技篇、综合篇等7个大版块，单篇播出55分钟，全天分早、中、晚三段播出共近7小时，全程历时2个月。

2005年7月18日起，中央电视台科学·教育频道启动暑假特别编排，奉献系列节目——2005教科文行动。推出了《历史文化》、《快乐成长》、《趣味科普》以及《以史为鉴》。

2005年12月26日，中央电视台科学·教育频道在栏目数量上做减法，将37个栏目调整为23个，取消《当代教育》、《科学调查》、《科学历程》、《当代工人》4档栏目。在品牌栏目上做加法，对《探索发现》、《讲述》、《走近科学》、《百家讲坛》、《希望——英语杂誌》、《人物》、《子午书简》和《大家》等7个品牌栏目进行扩版与改进。同时，保留《探索发现》、《讲述》、《走近科学》、《百家讲坛》、《希望——英语杂誌》、《人物》、《子午书简》、《大家》、《家庭》、《科学世界》、《绿色空间》、《第10放映室》、《公益行动》、《科技之光》、《科教片之窗》、《科技博览》、《见证》、《半边天》、《道德观察》、《健康之路》、《感动中国》等栏目。推出《状元360》、《人与社会》、《百科探秘》、《重访》4档新栏目。突出频道午间和晚间和午夜三个收视区间，推出午间“教育板块”和“晚间“精品板块”和”午夜“教育板块三个栏目集群。午间“教育板块”由《子午书简》、《人与社会》、《希望——英语杂誌》、《百家讲坛》构成；晚间“精品板块”由《百科探秘》、《走近科学》、《讲述》、《探索发现》、《人物》、《科技之光》组成；午夜“教育板块”由《人与社会》、《百家讲坛》、《子午书简》、《百科探秘》、《科技博览》等栏目构成。改版后，《家庭》、《科学世界》、《绿色空间》、《第10放映室》、《公益行动》、《科技之光》、《科教片之窗》、《科技博览》、《见证》、《半边天》、《道德观察》、《健康之路》、《感动中国》等栏目，在选题方向、表达方式、播出时段等方面随之进行了改进和调整，继续保留在CCTV-10。

2007年春节期间，中央电视台科学·教育频道依託《走近科学》、《探索·发现》、《讲述》等栏目，推出《电影过年》、《神秘的自然》、《状元贺岁》三大系列节目。

2010年12月12日，中央电视台科教频道进行改版，突出了频道的“服务意识”和“约会意识”，採用横向贯通、纵向集群的编排方式和差异化编排策略，将栏目有机组合成“早间健康生活”、“午间文化新知”、“下午自然科学”、“傍晚科学生活”、“晚间特色经典”五大主题板块。为保持品牌栏目观众群的稳定性和连续性，在频道编排中，晚间五档品牌栏目《走近科学》、《讲述》、《探索·发现》、《人物》、《百家讲坛》的播出时间基本保持不变。同时，保留《走近科学》、《讲述》、《探索·发现》、《人物》、《百家讲坛》、《大家》、《希望——英语杂誌》、《子午书简》、《科技人生》、《绿色空间》、《我爱发明》、《第10放映室》、《科技之光》、《重访》、《健康之路》15档栏目。新版频道对四档新栏目《地理中国》、《创新无限》、《自然传奇》、《原来如此》均以横向贯通的方式编排播出，以强化频道和观众“约会”意识。

2013年6月7日，中央电视台科教频道举办了“2013暑期节目亮点早知道”新闻发布会，主题为“科学有趣味，文化也快乐”，并推出了《中国记忆》、寻找最美乡村教师、《希望之星英语风采大赛》三档传统项目，和《中国汉字听写大会》、《发明梦工场》两档季播节目。

2001年7月9日，该频道使用与央视其他频道统一的第一版包装，勺标宣传片背景为彩色-天蓝色花瓣。

2002年1月1日，该频道更换为第二版望远镜包装，原有的彩色-天蓝色花瓣宣传片仍继续使用。

2003年5月1日，该频道更换为第三版水晶包装，望远镜包装停用，原有的彩色-天蓝色花瓣宣传片仍继续使用。

2005年12月26日，该频道更换为第四版红白双色调包装。CCTV-10节目预告NEXT桥樑篇。

2010年6月5日，该频道将“科学·教育频道”的名称简化为“科教频道”，包装主体风格暂时不变，仅修改了频道名称。

2010年12月12日，该频道更换为第五版视窗包装，增加了频道视觉识别系统的时尚感、文化感和视觉冲击力。

2013年1月1日，该频道更换为第六版大眼睛包装。

中央电视台科教频道的专业特色浓郁，频道编排合理，知识含量丰富。该频道能够努力探索实践，发挥国家级电视媒体的影响力和引导力，承担起弘扬主流价值观，成为观众喜爱的国家级电视频道。（网易娱乐评）

中央电视台科教频道始终把“教育品格、科学品质、文化品位”作为核心理念，拒绝低俗化娱乐节目，提升频道整体形象，充分满足观众获取知识、获取观点、获取思想的需要。中央电视台科教频道没有因为坚守“三品”定位而“曲高和寡”，反而凭藉优质的节目吸引了观众。（中央电视台原台长赵化勇评）