随着科学技术一体化进程的加快，基础研究与军事技术创新的关系也日益密切。军事技术发展的历史和世界军事强国的发展经验表明，基础研究不仅仅是军事技术创新的源头，而且贯穿于军事技术创新的全过程，依托基础研究进行军事技术创新成为高精尖武器的研发趋势。海军研究办公室作为美国资助和管理基础研究的军事机构，自1946年成立以来在推进基础研究与军事技术创新良性互动方面颇有成效，取得了丰硕的理论成果，培养了大量基础研究人才，研发了一批先进的军事技术。本文以海军研究办公室为案例，从基础科学、科研人才和科学仪器三要素出发，阐述了基础研究认知与应用的双重取向是现代基础研究与军事技术创新互动的逻辑基础，基础研究项目是带动基础研究与军事技术创新共同发展的具体载体。然而，由于认知取向与应用取向的差异，导致基础研究与军事技术创新之间存在矛盾与不足，研究成果公开与军事技术保密的矛盾、基础研究长期性与技术创新时效性的矛盾，研究经费有限性与研究领域广泛性的矛盾限制了二者互动发展。为了克服互动机制内部矛盾，海军研究办公室以兼顾各方利益为原则，从科技政策、组织机构和项目管理三个方面，建立了推动基础研究与军事技术创新互动的有效路径。鉴于海军研究办公室的得失，立足我国基础研究与军事技术创新的现状，推动基础研究与军事技术创新有效互动，应以国防战略安全需求为导向，全面资助涵盖学科、人才和科学仪器“三位一体”的基础研究项目，坚持多方参与、军民融合的多元化发展道路。