ต่อมาในวันที่ 30 ธันวาคม 2534 เนคเทคได้เปลี่ยนแปลงสถานะเป็นศูนย์แห่งชาติเฉพาะทาง และเปลี่ยนการจัดรูปแบบองค์กรใหม่ เพื่อให้มีความคล่องตัวขึ้นกว่าเดิม ตามพระราชบัญญัติพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี พ.ศ. 2534 พ.ร.บ. ฉบับนี้ก่อให้เกิดการรวมตัวกันขององค์กรต่างๆ 4 องค์กรที่มีอยู่ขณะนั้น ได้แก่ คณะกรรมการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (Science and Technology Development Board: STDB หรือ กพวท.) ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ และศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ ขึ้นเป็นสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (National Science and Technology Development Agency: NSTDA หรือ สวทช.) สังกัดกระทรวงวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีและสิ่งแวดล้อม (ในขณะนั้น)

สวทช. เป็นหน่วยงานของรัฐที่มิใช่ส่วนราชการ มีระบบการบริหารและนโยบายที่กำหนดโดยคณะกรรมการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (กวทช.) ซึ่งคณะรัฐมนตรีแต่งตั้งจากผู้ทรงคุณวุฒิในภาครัฐบาลและภาคเอกชนฝ่ายละเท่าๆ กัน โดยมีรัฐมนตรีว่าการกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเป็นประธาน ผู้อำนวยการ สวทช. เป็นกรรมการและเลขานุการ

เนคเทคมีคณะกรรมการบริหารศูนย์ ซึ่งมีองค์ประกอบคล้ายคลึงกับ กวทช. คือ มีกรรมการซึ่งเป็นผู้ทรงคุณวุฒิจากภาครัฐและภาคเอกชน เพื่อให้เกิดความร่วมมืออย่างใกล้ชิดในการเสนอแนะแนวนโยบาย วางแนวทางการบริหารงานของศูนย์ ที่สอดคล้องกับนโยบายและหลักเกณฑ์ที่ กวทช.กำหนด โดยมีผู้อำนวยการเนคเทคเป็นกรรมการและเลขานุการ

ภารกิจหลักของศูนย์ฯ ได้แก่

• ดำเนินการวิจัย พัฒนาและวิศวกรรมจากระดับห้องปฏิบัติการถึงขั้นโรงงานต้นแบบ ทั้งในด้านการสร้างขีดความสามารถและศักยภาพในสาขาเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์
• วิเคราะห์ สนับสนุน และติดตามประเมินผลโครงการวิจัย พัฒนาและวิศวกรรมของภาครัฐ ภาคเอกชน และสถาบันการศึกษาเพื่อสร้างความสามารถและศักยภาพในสาขาเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์
• ร่วมให้บริการวิเคราะห์และทดสอบคุณภาพผลิตภัณฑ์ การสอบเทียบมาตรฐานและความถูกต้องของอุปกรณ์ การให้บริการข้อมูล และการให้คำปรึกษาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
• ร่วมจัดการฝึกอบรมและพัฒนาบุคลากร รวมทั้งให้คำปรึกษาทางวิชาการ
• ส่งเสริมและจัดให้มีความร่วมมือระหว่างนักวิจัยและนักวิชาการในสถาบันและหน่วยงานต่างๆทั้งภายในประเทศและต่างประเทศ
• สนับสนุน ประสานงาน และดำเนินการด้านความร่วมมือระหว่างภาครัฐ ภาคเอกชน เพื่อกระตุ้นการนำวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีไปใช้ในการพัฒนาอุตสาหกรรมภายในประเทศ